JP2023548873A - Insert devices for air conditioning equipment and air conditioning equipment with insert devices - Google Patents

Insert devices for air conditioning equipment and air conditioning equipment with insert devices Download PDF

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Abstract

本発明は、空気調和設備のためのインサートデバイスであって、空気調和設備は所与の流れ方向に流れる空気を案内するエアハンドリングユニット(1)を備え、エアハンドリングユニット(1)は少なくともフィルタ(5、7)が収納される既定断面のケーシングを有する、インサートデバイスにおいて、インサートデバイスが、エアハンドリングユニット(1)のケーシングの既定断面内に取り付けられる形状をした外側の閉鎖された周囲を有するフレームケーシング(8)を備え且つ空気流れのための開放された端面(9)を有し、端面(9)のそれぞれには担持体グリッド(17)と触媒材料のコーティングとを備えた空気透過性触媒グリッド構造(12)が保持され、触媒材料は、吸着剤と電磁放射によって活性化可能な第1触媒と低温にて活性化される第2触媒とを備える混合物であり、フレームケーシング(8)は、追加的に、その端面(9)の触媒グリッド構造(12)間に電磁放射源を保持する、インサートデバイスに着目している。【選択図】図1The present invention is an insert device for air conditioning equipment, the air conditioning equipment includes an air handling unit (1) that guides air flowing in a given flow direction, and the air handling unit (1) includes at least a filter ( 5, 7) with a casing of a predetermined cross section in which the insert device is housed, a frame having an outer closed periphery shaped so that the insert device is mounted within the predetermined cross section of the casing of the air handling unit (1); an air-permeable catalyst comprising a casing (8) and having open end faces (9) for air flow, each of the end faces (9) being provided with a support grid (17) and a coating of catalyst material; A grid structure (12) is retained, the catalytic material is a mixture comprising an adsorbent and a first catalyst activatable by electromagnetic radiation and a second catalyst activated at low temperatures, and the frame casing (8) is , additionally focuses on an insert device which holds the electromagnetic radiation source between the catalytic grid structures (12) on its end faces (9). [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、空気調和設備のためのインサートデバイスであって、空気調和設備は所与の流れ方向に流れる空気を案内するエアハンドリングユニットを備え、エアハンドリングユニットは少なくともフィルタが収納される既定断面のケーシングを有する、その様な空気調和設備のためのインサートデバイスに関する。更に、本発明は、インサートデバイスを有する空気調和設備に関する。 The present invention is an insert device for air conditioning equipment, wherein the air conditioning equipment includes an air handling unit that guides air flowing in a given flow direction, and the air handling unit has at least a predetermined cross section in which a filter is housed. The present invention relates to an insert device for such an air conditioning installation having a casing. Furthermore, the invention relates to an air conditioning installation with an insert device.

多数の人間又は動物が生活、仕事、及び/又は会合のために居合わせる締め切られた部屋では空気調和設備が使用される。空気調和設備は、粉塵の蓄積を回避するために、部屋から空気を取り出す働き及び空気を濾過後に元に戻す働きをする。多くの場合、部屋から取り出された空気の少なくとも一部は、蓄積されたCO2をO2で置換するために部屋の外部から引き込まれた新鮮な空気によって置き換えられる。必要に応じ、新鮮な空気は加温又は冷却されることもある。 BACKGROUND OF THE INVENTION Air conditioning equipment is used in enclosed rooms where a large number of people or animals are present for living, working, and/or meetings. BACKGROUND OF THE INVENTION Air conditioners serve to remove air from a room and return it after filtering to avoid dust accumulation. Often, at least a portion of the air removed from the room is replaced by fresh air drawn from outside the room to replace the accumulated CO2 with O2 . The fresh air may be heated or cooled as required.

ほとんどの空気調和設備は、部屋内の空気の少なくとも或る一定量を再循環させることができるように部屋内の空気から粒子を除去するのに適している。しかしながら、その様な設備のほとんどは、粒子や化学的汚染物質を更なるユニットによってトラップするように設計されていて、その様な更なるユニットは過負荷又は付着物に因って効果がなくなるのを回避するために適切な時期に交換されなくてはならない。 Most air conditioning equipment is suitable for removing particles from the air within a room so that at least some amount of the air within the room can be recirculated. However, most such equipment is designed to trap particles and chemical contaminants by additional units, which may become ineffective due to overload or fouling. must be replaced at the appropriate time to avoid this.

本明細書では、空気調和設備とは、エアハンドリングユニットが空気案内管材へ接続されている固定型設備はもとより、エアハンドリングユニットが意図的に位置決めできるようになったキャビネットを備えている設備も含めるものとする。前述のキャビネットは、周囲空気へ直接接続され得る入力開口部及び出力開口部を有する移動式空気調和設備として、又は代替形としては部屋から清浄化されるべき空気を吸うための又は清浄化された空気を分配するための管へ接続された少なくとも1つの開口部を有する移動式空気調和設備として使用され得る。 In this specification, air conditioning equipment includes not only fixed equipment in which the air handling unit is connected to the air guiding pipe, but also equipment with a cabinet in which the air handling unit can be intentionally positioned. shall be taken as a thing. The aforementioned cabinet can be used as a mobile air conditioner with an input opening and an output opening that can be connected directly to the ambient air or, alternatively, for sucking the air to be purified from the room or to the purified air. It can be used as a mobile air conditioner having at least one opening connected to a pipe for distributing air.

化学的汚染物質そして更には微生物学的汚染物質を吸着するのみならず破壊することも可能な空気調和設備が知られている。それらは、空気案内管材が接続されるエアハンドリングユニットとして極めて大きいサイズのキャビネットを使用している。細菌、ウイルス、及び真菌に因る切迫した脅威がある場合に、通常の空気調和設備は、仮にそれらが部屋内の空気を再循環させるだけのものなら使い物にならない、ということは理に適う。改善策として、少なくとも能力不足のエアハンドリングユニットは、化学的汚染物質及び特に微生物学的汚染物質を破壊するのに適したエアハンドリングユニットに置換されなくてはならない。多くの場合、新しいエアハンドリングユニットは使用されていた能力不足のエアハンドリングユニットと比較してはるかに嵩張るだろうから、前述の置換作業は複雑になる可能性がある。ゆえに、多くの場合は、能力不足のエアハンドリングユニット自体が又はエアハンドリングユニット内の能力不足のフィルタが置換されず、部屋内の人間又は動物の健康に対するリスクを招くことになる。「部屋」という用語は、ここでは、個人住宅内の部屋、会合部屋、事業所、会議場及び同様の会場、工場のホール、厩舎などを含めて使用されている。 Air conditioning equipment is known that is capable of not only adsorbing but also destroying chemical and even microbiological pollutants. They use very large size cabinets as air handling units to which air guiding tubing is connected. It stands to reason that when there is an imminent threat from bacteria, viruses, and fungi, regular air conditioning equipment is useless if it only recirculates the air in the room. As a remedy, at least the underpowered air handling unit must be replaced by an air handling unit suitable for destroying chemical and especially microbiological contaminants. Such replacement operations can be complicated, as the new air handling unit will often be much bulkier compared to the underpowered air handling unit that was in use. Therefore, in many cases, an underpowered air handling unit itself or an underpowered filter within an air handling unit is not replaced, resulting in a risk to the health of humans or animals in the room. The term "room" is used herein to include rooms in private residences, meeting rooms, business offices, conference halls and similar venues, factory halls, stables, and the like.

空中浮遊の汚染物質を破壊するのに適したエアハンドリングユニットは、大抵は、触媒の様な促進酸化法(AOP)を含んでいて、病院、検疫所、又はレストランの様な公共の場所などでの周囲空気を清浄化するための空気調和システム又は空気浄化システム内に使用されている。また、2つ以上の触媒の組合せ、主として電磁放射、特にUV放射によって開始させる活性を有する触媒と周囲温度にて既に有効であり得る更なる触媒との組合せを使用することも知られている。両触媒の組合せは、電磁放射を用いて活性化される触媒によって微生物学的汚染を破壊すること、そして第2触媒を用いて第1触媒の反応生成物を完全に鉱化させること、に有効であることが判明している。各触媒の例は、中華人民共和国特許公開第106582265号及び日本特開平11-137656号に記載されている。電磁放射源としてUVランプが使用されていて、UVランプはそれぞれの触媒の近くに配設されなくてはならない。 Air handling units suitable for destroying airborne contaminants often include accelerated oxidation processes (AOPs) such as catalysts and are used in hospitals, quarantine stations, or public places such as restaurants. used in air conditioning systems or air purification systems to purify the ambient air. It is also known to use combinations of two or more catalysts, primarily a catalyst whose activity is initiated by electromagnetic radiation, in particular UV radiation, and a further catalyst which may already be effective at ambient temperature. The combination of both catalysts is effective for destroying microbiological contamination with the catalyst activated using electromagnetic radiation and for completely mineralizing the reaction products of the first catalyst using the second catalyst. It has been found that. Examples of each catalyst are described in People's Republic of China Patent Publication No. 106582265 and Japanese Patent Publication No. 11-137656. UV lamps are used as electromagnetic radiation sources and must be placed close to each catalyst.

例えば日本特開平11-137656号からは、酸化マンガンと二酸化チタンと吸着剤とからなる触媒組成物が知られている。これらは結合剤を介して固体支持体へ結合されている。結合剤は触媒を部分的に覆っており、したがって活性化UV放射及びクラッキングされる分子によって達成できる量がまさに減ってしまう。別の実施形態によれば、諸成分の懸濁液がファブリックの多孔質体中に含浸されている。しかしながら、これらは汚染除去されるべきガスに対する高い流れ抵抗をもたらす。そのため、時間単位当たりに大量のガスを効率的に清浄化するのは無理である。この文献の実施形では、二酸化チタンの活性を低下させないために第2触媒の比率は二酸化チタンの22%の量を超えないものとされ得る。 For example, from Japanese Patent Publication No. 11-137656, a catalyst composition consisting of manganese oxide, titanium dioxide and an adsorbent is known. These are attached to a solid support via a binder. The binder partially covers the catalyst, thus reducing just the amount that can be achieved by the activating UV radiation and the molecules to be cracked. According to another embodiment, a suspension of ingredients is impregnated into the porous body of the fabric. However, these result in high flow resistance for the gas to be decontaminated. Therefore, it is impossible to efficiently clean a large amount of gas per unit of time. In an embodiment of this document, the proportion of the second catalyst may not exceed an amount of 22% of the titanium dioxide in order not to reduce the activity of the titanium dioxide.

中華人民共和国特許公開第106582265号People's Republic of China Patent Publication No. 106582265 日本特開平11-137656号Japanese Patent Publication No. 11-137656

本発明の目的は、締め切られた部屋内の空気の汚染除去を、現在の空気調和設備との組合せにおいて可能にすることである。 The aim of the invention is to enable the decontamination of air in closed rooms in combination with current air conditioning equipment.

本発明によれば、上述のインサートデバイスが、外側の閉鎖された周囲を有するフレームケーシングであってエアハンドリングユニットのケーシングの既定断面内に取り付けられる形状をしていて且つ空気流れのための開放された端面を有しているフレームケーシングを備え、端面のそれぞれには、担持体グリッドと触媒材料のコーティングとを備えた空気透過性触媒グリッド構造が保持され、触媒材料は、吸着剤と、電磁放射によって活性化可能な第1触媒と、低温にて活性化される第2触媒と、を備える混合物であり、フレームケーシングは、追加的に、その端面のグリッド構造間に電磁放射源を保持している。 According to the invention, the above-mentioned insert device is a frame casing with an outer closed periphery and shaped to be mounted within a predetermined cross section of the casing of the air handling unit and with an open area for air flow. a frame casing having end faces, each of the end faces holding an air permeable catalyst grid structure with a support grid and a coating of catalyst material, the catalyst material containing an adsorbent and an electromagnetic radiation a first catalyst activatable by a first catalyst and a second catalyst activated at low temperatures, the frame casing additionally holding a source of electromagnetic radiation between the grid structures on its end face. There is.

本発明は、空気調和設備の商業的に入手可能なエアハンドリングユニットの中へ、当該エアハンドリングユニットのフィルタの代わりに又はフィルタに加えて挿入することのできるコンパクトなインサートデバイス内で、化学的汚染物質及び生物学的汚染物質の破壊に必要な空気処理を提供するという発想に基づく。したがって、本発明は、在来型空気調和設備の容易アップグレードを可能にし、その結果、空気調和設備の厳格な再構築なしにそれらは化学的汚染物質及び生物学的汚染物質を破壊するのに有効なものとなる。第2触媒は特に周囲温度である低温にて既に活性化されているので、第2触媒は特定の活性化剤がなくても周囲温度で有効となり得る。低温とは、70°Cより下、特に50°Cより下であるものとする。 The present invention eliminates chemical contamination in a compact insert device that can be inserted into a commercially available air handling unit of an air conditioning installation instead of or in addition to the filter of the air handling unit. The idea is to provide the air treatment necessary for the destruction of material and biological contaminants. Therefore, the present invention allows for easy upgrading of conventional air conditioning equipment so that they are effective in destroying chemical and biological contaminants without rigorous rebuilding of the air conditioning equipment. Become something. Since the second catalyst is already activated at low temperatures, especially at ambient temperature, the second catalyst can be effective at ambient temperature without a specific activator. By low temperature we mean below 70°C, in particular below 50°C.

多くの目的で、空気の流れを生じさせるファンをエアハンドリングユニット内に含むことが好都合である。幾つかの実施形態では、エアハンドリングユニットは、固定型設備の一部であり、空気案内管材へ接続されている。本明細書での使用に際し、「空気案内管材」という用語は「エアダクト」としても知られており、両用語は本明細書では互換的に使用される。他の実施形態では、エアハンドリングユニットは、独立型ユニットであるか、又は、少なくとも、浄化されるべき空気を吸うための及び/又は汚染除去された空気を所望の(単数又は複数の)場所へ分配するための管材へ接続されたキャビネットである。 For many purposes, it is advantageous to include a fan within the air handling unit to create the air flow. In some embodiments, the air handling unit is part of a fixed installation and is connected to air guide tubing. As used herein, the term "air guide tubing" is also known as "air duct" and both terms are used interchangeably herein. In other embodiments, the air handling unit is a stand-alone unit or at least for breathing the air to be purified and/or directing the decontaminated air to the desired location(s). A cabinet connected to tubing for distribution.

本発明のインサートデバイスは、1つ又はそれ以上のフィルタユニットを保持するように設計されたエアハンドリングユニットのフレーム構造内に嵌るように設計されることができる。つまり、本発明によれば、在来型フィルタのための公知のフレーム構造が、化学的汚染物質及び生物学的汚染物質を破壊するための完全な配設を備えるインサートデバイスを保持するのに使用できる、ということである。 The insert device of the present invention can be designed to fit within the frame structure of an air handling unit designed to hold one or more filter units. Thus, according to the invention, a frame structure known for conventional filters is used to hold an insert device with a complete arrangement for destroying chemical and biological contaminants. That means it can be done.

本発明の或る態様によれば、所与の流れ方向に流れる空気を案内するエアハンドリングユニットを備える空気調和設備であって、エアハンドリングユニットは少なくともフィルタが収納される既定断面のケーシングを有し、フィルタはエアハンドリングユニットの自由断面に適合された周囲形状を有する支持体フレームによって保持される、その様な空気調和設備が、インサートデバイスが支持体フレームの中へ封止式に挿入されることを特徴とする。エアハンドリングユニット内で、触媒を備えたインサートデバイスは、以前のフィルタユニットの代わりに又は吸着剤の様な通常のフィルタユニットであり得る1つ又はそれ以上の他の更なるユニットに加えて配設され及び使用され得るフィルタユニットを確立することができる。「封止式に挿入される」とは、エアハンドリングユニット内を流れる空気にとっての考慮するべき迂回路が存在せず、本質的に空気がすべてインサートデバイスを通過することになる、ということを意味する。完璧な封止が要求されているわけではない。或る特定の実施形態では、エアハンドリングユニットは、空気流れを生じさせるためのファンも含んでいる。 According to an aspect of the present invention, there is provided an air conditioning equipment including an air handling unit that guides air flowing in a given flow direction, the air handling unit having a casing with a predetermined cross section in which at least a filter is housed. , the filter is held by a support frame having a circumferential shape adapted to the free cross section of the air handling unit, such an air conditioning installation is provided in which the insert device is inserted in a sealing manner into the support frame. It is characterized by Within the air handling unit, the insert device with the catalyst is arranged in place of the previous filter unit or in addition to one or more other further units, which may be conventional filter units such as adsorbents. A filter unit that can be used and used can be established. "Hermetically inserted" means that there are no significant detours for the air flowing through the air handling unit, essentially all air passing through the insert device. do. Perfect sealing is not required. In certain embodiments, the air handling unit also includes a fan to create the air flow.

在来型フィルタユニットは、洗浄及び/又は交換の目的でエアハンドリングユニットから容易に取り外し可能であるように配設されているので、本発明によるインサートデバイスはエアハンドリングユニットの中へ容易に挿入できる。したがって、本発明のインサートデバイスは、追加の空間も追加のキャビネット又は同等物も使用することなしに、在来型空気調和設備の容易アップグレードを可能にする。 Since the conventional filter unit is arranged in such a way that it can be easily removed from the air handling unit for cleaning and/or replacement purposes, the insert device according to the invention can be easily inserted into the air handling unit. . Thus, the insert device of the present invention allows easy upgrading of conventional air conditioning equipment without the use of additional space or additional cabinets or the like.

本発明のインサートデバイスの或る実施形態では、第1触媒は、UV放射によって活性化可能であり、電磁放射源はUV放射を発する。この目的で、少なくとも1つのUV源が、電磁放射源デバイスとしてグリッド構造間に配設されてもよい。UV源は、少なくとも、従来のUVランプならびにUVLEDの配列であってもよい。別の実施形態では、電磁放射源デバイスは、好ましくはコールドプラズマであるプラズマの放射に因るUV放射を生成するプラズマ生成器であってもよい。この実施形態では、プラズマを用いることで触媒の効果が強化され、化学的汚染物質ならびに生物学的汚染物質を破壊することのできる反応性の高い種を形成させることができる。 In some embodiments of the insert device of the invention, the first catalyst is activatable by UV radiation and the electromagnetic radiation source emits UV radiation. For this purpose, at least one UV source may be arranged between the grid structures as an electromagnetic radiation source device. The UV source may be at least a conventional UV lamp as well as an array of UV LEDs. In another embodiment, the electromagnetic radiation source device may be a plasma generator that generates UV radiation due to radiation of a plasma, preferably a cold plasma. In this embodiment, the plasma is used to enhance the effectiveness of the catalyst and to form highly reactive species that can destroy chemical as well as biological contaminants.

両触媒ならびに吸着剤がそれぞれ粉末の状態で混合されているとき、グリッド担持体が前述の粉末材料のスラリでコーティングされると、それぞれの粒子の非常に細かい分布が得られる。 When both catalysts as well as adsorbents are respectively mixed in powder form, a very fine distribution of the respective particles is obtained when the grid support is coated with the slurry of the aforementioned powder materials.

本発明の或る実施形態では、触媒グリッド構造は酸化還元プロセスに対する強い耐性がある。それは、十分な安定性と触媒効果のための広い表面を、グリッド構造を通る空気の流れにとっての低い抵抗と組み合わせて提供するハニカム構造を有していてもよい。 In some embodiments of the invention, the catalyst grid structure is highly resistant to redox processes. It may have a honeycomb structure providing a large surface for sufficient stability and catalytic effect, combined with low resistance to air flow through the grid structure.

必要に応じて、触媒グリッド構造は、インサートデバイスのそれぞれの外側の面を、空気透過性可撓性フィルタ材料の層によって完全に覆われていてもよい。随意的なフィルタ材料は、UV放射がインサートデバイスの外部の領域に到達せず、エアハンドリングユニットの近くで仕事をする人に害を及ぼす可能性のないよう、UV放射をインサートデバイス内に引き留めるように特に設計されていてもよい。その層は、約1mmの厚さを有し、例えばガラス繊維製の不織布から成っていてもよい。別の実施形態では、前述の層は、一方ではUV放射を引き留め、他方では流れる空気について低い圧力降下を生じさせるように、数μm程度のメッシュ幅を有する金属製グリッド状であってもよい。この目的には、金属製グリッドの極細目の壁が必要であり、結果的に、触媒反応器を確立するインサートデバイスの入力側と出力側で前述の層の可撓性が高くなってしまう。機械的安定化のために、層は、比較的低い可撓性を有するが流れる空気については圧力降下を増加させないよう数ミリメートルのメッシュ幅を持たせた支持体グリッドによって保持されてもよい。 If desired, the catalyst grid structure may be completely covered on each outer surface of the insert device by a layer of air permeable flexible filter material. The optional filter material is configured to confine UV radiation within the insert device so that it does not reach areas external to the insert device and potentially harm persons working near the air handling unit. may be specifically designed for. The layer has a thickness of approximately 1 mm and may consist of a non-woven fabric made of glass fibers, for example. In another embodiment, the aforementioned layer may be in the form of a metal grid with a mesh width of the order of a few μm, so as to retain UV radiation on the one hand and create a low pressure drop for the flowing air on the other hand. This purpose requires very fine walls of the metal grid, resulting in a high flexibility of said layers on the input and output sides of the insert device establishing the catalytic reactor. For mechanical stabilization, the layer may be held by a support grid with a mesh width of a few millimeters that has a relatively low flexibility but does not increase the pressure drop for flowing air.

発明は、添付図面に描かれている実施形態を参照しながらより詳細に説明される。 The invention will be explained in more detail with reference to embodiments depicted in the accompanying drawings, in which: FIG.

或る空気調和設備の諸部分の側面図であり、エアハンドリングユニットは断面図で示されている。1 is a side view of parts of an air conditioning installation, with the air handling unit shown in cross-section; FIG. 或るインサート型デバイスの第1の実施形態の部分分解図である。1 is a partially exploded view of a first embodiment of an insert-type device; FIG. 取り付けられたインサートデバイスの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the attached insert device. 図3の細部を斜視図で示している。4 shows a detail of FIG. 3 in a perspective view; FIG. 完全なインサートデバイスの長尺長手方向断面図である。FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the complete insert device; インサート型デバイスの横断方向断面図である。FIG. 2 is a transverse cross-sectional view of an insert-type device. インサートデバイスを担持することのできる標準的な支持体フレームを備えたエアハンドリングユニットの内部壁を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of the internal wall of an air handling unit with a standard support frame capable of carrying an insert device; FIG. 支持体フレームの中へ取り付けられたインサートデバイスを示している。Figure 3 shows the insert device installed into the support frame. 4つのフィルタユニットを担持するように設計された支持体フレームの或る異なる実施形態を示している。4 shows a different embodiment of a support frame designed to carry four filter units; 図9のフレームの中へ取り付けられた4つのインサートデバイスを示している。10 shows four insert devices installed into the frame of FIG. 9; グリッド構造の一部随意とされる構成要素の分解図である。2 is an exploded view of some optional components of the grid structure; FIG. 図11に示されているグリッド構造の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the grid structure shown in FIG. 11; ラックキャビネット内のエアハンドリングユニットの或る実施形態の斜視図である。1 is a perspective view of an embodiment of an air handling unit within a rack cabinet. FIG.

図1は、両端に空気案内管材(エアダクト)2を接続させたエアハンドリングユニット1から成る空気調和設備の必須部分を示している。図1の実施形態では、エアハンドリングユニット1の有効直径又は最大値直径は、空気案内管材2の直径よりも幾分大きい。 FIG. 1 shows the essential parts of an air conditioning installation, consisting of an air handling unit 1 with air guide pipes (air ducts) 2 connected at both ends. In the embodiment of FIG. 1, the effective or maximum diameter of the air handling unit 1 is somewhat larger than the diameter of the air guiding tube 2. In the embodiment of FIG.

エアハンドリングユニット1内には、エアハンドリングユニット1及び空気案内管材2(エアダクト)内の空気を図1の矢印で指示された既定の流れ方向4に進ませる働きをするファン3が位置決めされている。 空気案内管材2は、ファン3によって駆動された空気を本質的に締め切られた部屋(図示せず)の中へ浄化された空気として案内し、また部屋の空気を吸い取り、それを濾過及び浄化のためにエアハンドリングユニット1の中へ案内するだろう。 A fan 3 is positioned within the air handling unit 1 and serves to advance the air within the air handling unit 1 and the air guiding tube 2 (air duct) in a predetermined flow direction 4 indicated by the arrow in FIG. . The air guide tubing 2 guides the air driven by the fan 3 into an essentially enclosed room (not shown) as purified air, and also sucks the room air and directs it to a filtering and purifying stage. will be guided into the air handling unit 1 for this purpose.

エアハンドリングユニット1は、空気案内管材2のより小さい直径からエアハンドリングユニット1のより大きい寸法への移行を確立するために円錐形の端部を有している。エアハンドリングユニット1の中へ流れ込む空気は、空気ストリームのより大きい粒子を引き留めるための通常は粗目フィルタとされるプレフィルタ5を通る。その後、空気はファン3によって加速され、次いで本発明によるインサートデバイス6を通る。図1から分かる様に、完全な空気流れがインサートデバイス6を通過してゆくようにインサートデバイス6はエアハンドリングユニット1の自由直径全体に亘って延びている。 The air handling unit 1 has a conical end in order to establish a transition from the smaller diameter of the air guiding tube 2 to the larger dimensions of the air handling unit 1. Air flowing into the air handling unit 1 passes through a pre-filter 5, usually a coarse filter, for retaining larger particles in the air stream. The air is then accelerated by the fan 3 and then passes through the insert device 6 according to the invention. As can be seen in FIG. 1, the insert device 6 extends over the entire free diameter of the air handling unit 1 so that the complete air flow passes through the insert device 6.

インサートデバイス6を通った後、空気流れは更にエアハンドリングユニット1の下流端に随意で配設させることのできるフィルタユニット7を通過するようになっていてもよい。フィルタユニット7は、空気調和設備用の在来のHEPA(高効率微粒子空気)フィルタから成っているか又は備えていてもよい。 After passing through the insert device 6, the air flow may be further adapted to pass through a filter unit 7, which can optionally be arranged at the downstream end of the air handling unit 1. The filter unit 7 may consist of or include a conventional HEPA (High Efficiency Particulate Air) filter for air conditioning installations.

図1は、本発明によるインサートデバイスがエアハンドリングユニット1内にプレフィルタ5及びフィルタユニット7と同じやり方で配設されることを示しており、この様にインサートデバイスは、エアハンドリングユニット1内に容易に取り付けることができ、空気調和設備内に余分なスペースを必要とすることはない。なお、図1はエアハンドリングユニット1内にファン3を示しているが、空気流れを生じさせるためのファン3は、同じく、空気案内管材2内又は空気案内管材2の入口の様な空気回路内の他の場所に位置決めされてもよい。 FIG. 1 shows that the insert device according to the invention is arranged in the air handling unit 1 in the same way as the prefilter 5 and the filter unit 7; in this way the insert device is arranged in the air handling unit 1. It can be easily installed and does not require extra space within the air conditioning equipment. Although FIG. 1 shows the fan 3 within the air handling unit 1, the fan 3 for generating the air flow may also be installed within the air guide tube 2 or within the air circuit, such as at the inlet of the air guide tube 2. It may also be positioned elsewhere.

図2は、エアハンドリングユニット1への挿入を可能にさせるインサートデバイス6の基本構造の或る実施形態を示している。インサートデバイス6は、外側の閉鎖された周囲を形成していて且つ2つの開放された端面9を備えているフレームケーシング8から成る。フレームケーシング8は、その高さと奥行きそれぞれの寸法よりも小さい幅Wを有している。この実施形態では、フレームケーシング8は、その内部に、フレームケーシング8の高さに亘って等しく距離を取って対に配設された8つのUVランプ10を保持している。フレームケーシング8の高さと奥行きは、より詳細に後述されている様に、エアハンドリングユニット1の自由断面のそれぞれの寸法と一致している。フレームケーシング8は、インサートデバイス6のケースを閉じるために、触媒グリッド構造12を挿入させる周方向の座11を両方の開放された端面9上に形成している。触媒グリッド構造12は、空気ストリームの流れ方向に不当な圧力降下を生じさせることのないように空気透過性である。図面から明白である様に、フレームケーシング8はその幅が流れ方向4に平行になるように向き付けられる。 FIG. 2 shows an embodiment of the basic structure of the insert device 6 that allows its insertion into the air handling unit 1 . The insert device 6 consists of a frame casing 8 forming an outer closed periphery and having two open end faces 9 . The frame casing 8 has a width W smaller than its height and depth. In this embodiment, the frame casing 8 carries within it eight UV lamps 10 arranged in pairs equally spaced over the height of the frame casing 8. The height and depth of the frame casing 8 correspond to the respective dimensions of the free section of the air handling unit 1, as will be explained in more detail below. The frame casing 8 forms on both open end faces 9 circumferential seats 11 into which a catalyst grid structure 12 is inserted in order to close the case of the insert device 6 . The catalyst grid structure 12 is air permeable so as not to create an undue pressure drop in the flow direction of the air stream. As is clear from the drawing, the frame casing 8 is oriented such that its width is parallel to the flow direction 4.

フレームケーシング8ならびに触媒グリッド構造12の形状は、空気調和設備のエアハンドリングユニット1の自由断面の寸法に依存する。 The shape of the frame casing 8 as well as the catalyst grid structure 12 depends on the dimensions of the free cross section of the air handling unit 1 of the air conditioning installation.

図3は、エアハンドリングユニット1の正方形断面用に設計されたインサートデバイス6’の別の実施形態の斜視図を示している。インサートデバイス6’は、触媒グリッド構造12がフレームケーシング8のそれぞれの座11内へ挿入され、ブラケット13を用いて所定位置に保持された取付状態で示されており、ブラケット13はファン3によって循環され又は駆動される空気の流れ経路の中へ延びることなく触媒グリッド構造12を所定位置に保持する。ブラケットは、ねじ14を用いてフレームケーシング8へ取り付けられている。これは図4に詳しく示されている。触媒グリッド構造12の表面は、フレームケーシング8の表面と少なくともほぼ面一であり、この表面からほんの僅かしか突出しないとしてもよい。 FIG. 3 shows a perspective view of another embodiment of an insert device 6' designed for a square cross section of an air handling unit 1. The insert device 6' is shown in the installed state with the catalyst grid structure 12 inserted into the respective seat 11 of the frame casing 8 and held in place using brackets 13, which are circulated by the fan 3. The catalyst grid structure 12 is held in place without extending into the flow path of the air being driven or driven. The bracket is attached to the frame casing 8 using screws 14. This is shown in detail in FIG. The surface of the catalyst grid structure 12 may be at least approximately flush with the surface of the frame casing 8 and may only protrude slightly from this surface.

図5及び図6は、取り付けられたインサートデバイス6’の互いに直角を成す2つの方向への2つの断面図を示している。フレームケーシング8は、幅Wを有する周囲に沿って延びている。開放された端面9は、詳細に後述される触媒グリッド構造12によって閉じられている。インサートデバイス6’のケーシングの内部には、UVランプ10が保持され、以下に詳細に解説されている様に触媒グリッド構造12の光触媒成分を活性化する働きをする。 Figures 5 and 6 show two cross-sectional views of the installed insert device 6' in two mutually perpendicular directions. The frame casing 8 extends along a circumference having a width W. The open end face 9 is closed by a catalyst grid structure 12, which will be described in detail below. Inside the casing of the insert device 6' a UV lamp 10 is held and serves to activate the photocatalytic component of the catalytic grid structure 12 as explained in detail below.

図7及び図8は、矩形チャネルを形成するエアハンドリングユニットの内部を覗く概略図を示している。フィルタユニット用の標準的な支持体フレーム15が使用され、固定されている。インサート型デバイス6は、インサート型デバイス6の表面が前述の標準的な支持体フレーム15と本質的に面一になるように標準的な支持体フレーム15に嵌る設計及び寸法である。したがって、標準的な支持体フレーム15内のインサートデバイス6の固定は、ブラケット16によって容易に遂行されることができる。 Figures 7 and 8 show schematic views looking into the interior of an air handling unit forming a rectangular channel. A standard support frame 15 for the filter unit is used and fixed. The insert-type device 6 is designed and dimensioned to fit into a standard support frame 15 such that the surface of the insert-type device 6 is essentially flush with the standard support frame 15 described above. Fixation of the insert device 6 within a standard support frame 15 can therefore be easily accomplished by means of the bracket 16.

図9及び図10は、標準的な支持体フレーム15’がフィルタユニット用に4つの座を提供する実施形態を示している。この実施形態は、エアハンドリングユニット1のより広大な自由断面に対応するのに役立つ。標準的な支持体フレーム15’は、4つのフィルタユニットを保持していて、フィルタユニットを1つしか保持しないより大型のフレームに比較してより高い安定性を提供することができる。この修正された支持体フレーム15’は、図10に描かれている様に4つのインサートデバイス6を保持するために使用できる。 Figures 9 and 10 show an embodiment in which a standard support frame 15' provides four seats for the filter unit. This embodiment serves to accommodate a larger free cross section of the air handling unit 1. A standard support frame 15' may hold four filter units and provide greater stability compared to larger frames holding only one filter unit. This modified support frame 15' can be used to hold four insert devices 6 as depicted in FIG.

触媒グリッド構造12の或る実施形態が図11及び図12に描かれている。触媒グリッド構造12の必須要素は、例えばアルミニウムから成る担持体グリッド17である。担持体グリッド17は、空気流れが通過しなくてはならない六角形チャネルを提供するようにハニカム構造を有していてもよい。矩形、正方形、又は菱形或いは斜方形のグリッドの様な他の担持体グリッド構造が使用されてもよい。担持体グリッド17の材料は、任意の適切なやり方で選定されればよく、例えば別の金属又は適切なプラスチック材料であってもよい。 An embodiment of a catalyst grid structure 12 is depicted in FIGS. 11 and 12. An essential element of the catalyst grid structure 12 is a support grid 17 made of aluminum, for example. The carrier grid 17 may have a honeycomb structure so as to provide hexagonal channels through which the air flow must pass. Other carrier grid structures may be used, such as rectangular, square, or rhombic or rhombic grids. The material of the carrier grid 17 may be selected in any suitable manner, for example it may be another metal or a suitable plastic material.

或る実施形態では、担持体グリッド17は基本的にはアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。アルミニウムは高い電気伝導性を有する。これは、酸化還元プロセス中に触媒によって形成される電荷の分離を改善することを可能にし、電荷がより良好に分離されることでそれらの再結合が低くなり、それによって電荷は空中浮遊の汚染物質除去のための触媒反応により多く関与するので反応の効率が改善される。加えて、アルミニウムの高い熱伝導性は、典型的には20~23°Cの領域にある周囲空気から、及びUVランプによって発せられる熱から、酸化マンガン(MnO)触媒の様な低温にて活性化される第2触媒への、より良好な熱量移動を促進することを可能にする。低温触媒は、20~80°Cの範囲で活性化されるのが典型的であり、45~50°Cの様な40~55°Cの領域では良好な活性を有する。 In one embodiment, the carrier grid 17 consists essentially of aluminum or an aluminum alloy. Aluminum has high electrical conductivity. This makes it possible to improve the separation of the charges formed by the catalyst during the redox process, and the better separation of the charges means that their recombination is lower, thereby reducing the charge from airborne contamination. The efficiency of the reaction is improved because it participates more in the catalytic reaction for material removal. In addition, aluminum's high thermal conductivity allows it to be activated at lower temperatures, such as manganese oxide (MnO) catalysts, from the ambient air, typically in the 20-23°C range, and from the heat emitted by UV lamps. This makes it possible to promote better heat transfer to the second catalyst to be converted. Low temperature catalysts are typically activated in the 20-80°C range and have good activity in the 40-55°C range, such as 45-50°C.

加えて、アルミニウムは弾性限界も低く、ゆえに、支持体の継続的な変形ひいては触媒コーティングを脆弱化させる変形も回避される。或る実施形態では、本明細書に定義される触媒は、如何なる結合剤もなしにコーティングされており、ゆえに、支持体が変形すれば、触媒表面に多くの亀裂が生まれ、結果的に触媒表面が脆弱化し、コーティングが失われることにならないとも限らない。 In addition, aluminum also has a low elastic limit, thus avoiding continued deformations of the support and thus deformations that would weaken the catalyst coating. In some embodiments, the catalyst as defined herein is coated without any binder, so that if the support is deformed, many cracks will be created in the catalyst surface, resulting in may become brittle and the coating may be lost.

また、アルミニウムは不活性材料であり、ポリマーの様な有機材料の場合がそうであるように酸化還元反応中に反応することも触媒によって破壊されることもあり得ない。そのうえ、アルミニウムは軽量であり、ゆえに、本発明によるインサートデバイスの容易な取り外しが、目だった変形なしに実施可能である。ゆえに、例えばEN1806による高いクラスレートが実施可能である。 Also, aluminum is an inert material and cannot react during redox reactions or be destroyed by catalysts, as is the case with organic materials such as polymers. Moreover, aluminum is lightweight and therefore easy removal of the insert device according to the invention can be carried out without noticeable deformation. Therefore, high class rates according to eg EN1806 are possible.

加えて、本発明の或る実施形態による担持体グリッドの好適構造であるハニカム形状の構造は、他の三次元構造に比較して好ましい。材料は極めて開放されたセルを有し、ゆえに、圧力降下が低減される。つまり、空気流れに対する抵抗がない、ということを意味する。また、第1触媒の高い活性化を可能にする高い照射が実現される。 In addition, a honeycomb-shaped structure, which is a preferred structure for carrier grids according to some embodiments of the invention, is preferred compared to other three-dimensional structures. The material has very open cells, thus reducing pressure drop. This means that there is no resistance to air flow. Also, a high irradiation is achieved which allows a high activation of the first catalyst.

材料は、多くの異なる寸法の厚さと1cm2当たりセル数で存在していてもよい。更に、多くの種類の光源を考察すると、LEDの様な小型の光源が、触媒照射を改善するためにハニカムのセル内部に直接実施されるということさえあり得るだろう。ハニカム構造は、剛性材料を提供することを可能にし、したがって、セル内部にコーティングされた触媒、つまり触媒の特定の実施形態では(結合剤の存在なしに)コーティングされた触媒は、取り扱い及び亀裂から十分に保護される。アルミニウムハニカムセルの六角形の形状が、金属製の表面と支持体の剛性と金属の重量との間の最善に妥協できる実施形態である。 The material may be present in many different dimensions of thickness and number of cells per cm 2 . Furthermore, considering the many types of light sources, it is even possible that small light sources such as LEDs could be implemented directly inside the cells of the honeycomb to improve catalyst irradiation. The honeycomb structure makes it possible to provide a rigid material and therefore the coated catalyst inside the cells, i.e. in certain embodiments of the catalyst (without the presence of a binder), from handling and cracking. well protected. The hexagonal shape of the aluminum honeycomb cells is the embodiment that provides the best compromise between the stiffness of the metal surface and support and the weight of the metal.

担持体グリッド17は触媒材料でコーティングされる。インサートデバイス6、6’のコンパクトな構造は、第1触媒と第2触媒と吸着材とから成る高効率触媒材料のおかげで実現されるものであり、前述の諸成分は別々に作製され、それぞれ粉末の状態で混合される。混合物は、スラリを形成するために、適切な液体、例えば水とアルコールの混合液に入れられ、形成されたスラリは、その後、担持体グリッド17の表面全体にコーティングされることになる。コーティングは、数工程に分けて工程毎に薄い層を形成しながら行われ、それらの薄い膜が一体となって1~250μmの間とされ得る所望厚さの均一コーティングを形成するのが好ましい。コーティングは、ディップコーティング又はスプレーコーティングを含む様々な方法によって遂行されることができる。各コーティング工程の後、薄い層は次の層が塗布される前に乾燥される。それによって、結合剤不含コーティングを実現させ、触媒の効率を強化することができる。 The support grid 17 is coated with catalytic material. The compact structure of the insert device 6, 6' is achieved thanks to the highly efficient catalytic material consisting of a first catalyst, a second catalyst and an adsorbent, the aforementioned components being prepared separately and each Mixed in powder form. The mixture is placed in a suitable liquid, such as a mixture of water and alcohol, to form a slurry, which will then be coated over the entire surface of the carrier grid 17. Preferably, the coating is carried out in several steps, forming thin layers in each step, which together form a uniform coating of the desired thickness, which may be between 1 and 250 μm. Coating can be accomplished by various methods including dip coating or spray coating. After each coating step, a thin layer is dried before the next layer is applied. Thereby, a binder-free coating can be achieved and the efficiency of the catalyst can be enhanced.

担持体グリッド17の貫通孔又はチャネルは、インサートデバイス6がエアハンドリングユニット1内に取り付けられたときに、エアハンドリングユニット1の自由断面積を極僅かしか減少させないように設計される。貫通孔の面積は、エアハンドリングユニット1の自由断面の面積の少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%を占めることができる。十分な触媒効果を提供するためには、貫通孔の長さは、少なくとも5mmとされ、他の実施形態では少なくとも10mm、15mm、又は20mm、最大で50mm及びそれ以上とされる。貫通孔の長さと貫通孔の限界壁間距離(「直径」)の比は、好ましくは、2より大きく、他の実施形態では5より大きく、10より大きく、且つこれらの場合には50以下であり、他の実施形態では30以下であり、又は20以下である。貫通孔の限界壁の距離(丸い貫通孔の場合は直径)は、少なくとも2mmであり、他の実施形態では少なくとも5mm又は少なくとも7mmである。上限は、50mmであり、他の実施形態では20mm又は10mmである。貫通孔によって形成される直線状のチャネルは、グリッド構造によって生じる圧力降下を最小限にする観点から好適である。 The through holes or channels of the carrier grid 17 are designed in such a way that the free cross-sectional area of the air handling unit 1 is only slightly reduced when the insert device 6 is installed in the air handling unit 1 . The area of the through holes may account for at least 80%, preferably at least 90%, of the area of the free cross section of the air handling unit 1. To provide sufficient catalytic effectiveness, the length of the through-holes should be at least 5 mm, in other embodiments at least 10 mm, 15 mm, or 20 mm, and up to 50 mm and more. The ratio of the length of the through hole to the critical wall distance (“diameter”) of the through hole is preferably greater than 2, in other embodiments greater than 5, greater than 10, and in these cases less than or equal to 50. 30 or less, or 20 or less in other embodiments. The distance (diameter in the case of round through holes) of the limiting wall of the through hole is at least 2 mm, and in other embodiments at least 5 mm or at least 7 mm. The upper limit is 50 mm, and in other embodiments 20 mm or 10 mm. Straight channels formed by through-holes are preferred from the standpoint of minimizing the pressure drop caused by the grid structure.

担持体は、例えば、アルミニウム又は鋼の様な金属、プラスチック材料、又は複合材料から形成されることができる。担持体は、例えば、グリッド、プレート、又はエキスパンデッドメタルとして形成されることができる。或る好適な実施形態では、担持体は、複数の貫通孔を好ましくはハニカム様式で形成する波形の及び/又は折り重ねられたシートから成形される。平面材料に比較したハニカムパネルの利点は、コーティングされる表面が広くなることと圧力降下が低いことである。また、セル内の放射照度にも優れる。担持体は単にハニカム又はハニカムパネルと呼称されることもしばしばある。貫通孔は六角形の断面を有しているのが好ましい。 The carrier can be made of a metal, such as aluminum or steel, a plastic material, or a composite material, for example. The carrier can be designed, for example, as a grid, plate or expanded metal. In a preferred embodiment, the carrier is formed from a corrugated and/or folded sheet forming a plurality of through holes, preferably in a honeycomb manner. The advantages of honeycomb panels compared to planar materials are a larger surface area to be coated and lower pressure drop. Furthermore, the irradiance within the cell is also excellent. The carrier is often simply referred to as a honeycomb or honeycomb panel. Preferably, the through hole has a hexagonal cross section.

或る好適な実施形態では、貫通孔は、担持体の体積の少なくとも80%を占め、より好ましくは担持体の体積の少なくとも85%、最も好ましくは少なくとも90%、特に少なくとも95%を占める。これは、使用時に担持体を通る十分なガスの流れを確保するのに役立つ。したがって担持体の支持構造は、薄く提供されており、例えば薄い金属の形態、好ましくは薄いアルミニウム又は別の不活性材料すなわち基本的に触媒と反応しない材料の形態で提供される。アルミニウムは軽量で十分に不活性であるという利点をもたらし、したがって触媒は担持体そのものを決定的なやり方で攻撃しようとはしない。 In certain preferred embodiments, the through-holes occupy at least 80% of the volume of the support, more preferably at least 85%, most preferably at least 90%, especially at least 95% of the volume of the support. This helps ensure sufficient gas flow through the support during use. The support structure of the carrier is therefore provided thinly, for example in the form of a thin metal, preferably a thin aluminum or another inert material, ie a material that essentially does not react with the catalyst. Aluminum offers the advantage of being lightweight and sufficiently inert, so that the catalyst does not attempt to attack the support itself in a decisive manner.

貫通孔は、好ましくは、ガスが担持体を通って流れることのできる長さに沿って、少なくとも1cm、より好ましくは少なくとも2cmの長さを有する。好ましくは、長さは20cmを超えない、より好ましくは10cmを超えない。孔の長さ、それは通常グリッド様担持体の厚さに等しいのであるが、この長さが汚染除去の効率に多大な影響を有する。長さが短すぎる場合、提供される触媒活性表面は低く、したがって汚染除去は効率的でない。長さが高すぎると、UV放射が孔の中央の光触媒に到達しないか又は十分に到達しなくなるので、提供された光触媒の一部が活性化されない。更に、長い貫通孔の中央部分を満足にコーティングするのは困難である。したがって、孔の長さと直径の比も重要であり得る。比は、好ましくは2より大きく、より好ましくは5より大きく、特に10より大きく、好ましくは50以下、より好ましくは30以下、特に20以下である。貫通孔の断面が円形でない場合、比を計算するための直径を決定するには近似させた外接円又は最小二乗法により近似させた円の直径が使用されてもよい。孔の直径は、好ましくは少なくとも2mm、より好ましくは少なくとも5mm、特に少なくとも7mmである。孔の直径は、好ましくは50mmを超えず、より好ましくは20mmを超えず、特に10mmを超えない。 The through-holes preferably have a length of at least 1 cm, more preferably at least 2 cm along the length through which gas can flow through the support. Preferably the length does not exceed 20 cm, more preferably it does not exceed 10 cm. The length of the pores, which is usually equal to the thickness of the grid-like support, has a significant influence on the efficiency of decontamination. If the length is too short, the catalytically active surface provided is low and therefore decontamination is not efficient. If the length is too high, the UV radiation will not reach the photocatalyst in the center of the pores, or will not reach it enough, so that some of the photocatalyst provided will not be activated. Furthermore, it is difficult to satisfactorily coat the central portion of a long through hole. Therefore, the pore length to diameter ratio may also be important. The ratio is preferably greater than 2, more preferably greater than 5, especially greater than 10, preferably less than or equal to 50, more preferably less than or equal to 30, especially less than or equal to 20. If the cross-section of the through-hole is not circular, the approximated circumscribed circle or the diameter of the least squares-approximated circle may be used to determine the diameter for calculating the ratio. The diameter of the pores is preferably at least 2 mm, more preferably at least 5 mm, especially at least 7 mm. The diameter of the pores preferably does not exceed 50 mm, more preferably does not exceed 20 mm and especially does not exceed 10 mm.

貫通孔は、直線状に走っていて、その長さに沿って湾曲したり角度を付けられたりしていないのが好ましい。 Preferably, the through-hole runs in a straight line and is not curved or angled along its length.

貫通孔の直径と隣接する貫通孔同士を隔てる担持体のバー又はシートの厚さとの比は、好ましくは10より大きく、より好ましくは20より大きく、特に40より大きい。 The ratio between the diameter of the through-holes and the thickness of the bar or sheet of the carrier separating adjacent through-holes is preferably greater than 10, more preferably greater than 20, in particular greater than 40.

或る好適な実施形態では、スラリは結合剤不含である。これは、第1触媒、第2触媒、及び吸着剤の担持体への接着性を強化するのに追加の無機又は有機結合剤が添加されない、ということを意味する。結合剤は、例えば、セルロース及びその誘導体、或る種のタンパク質又はポリマー、及びシリカ又はアルミナの様な無機結合剤である。例えば毛管結合された懸濁液の残留量は、結合剤とは見なされない。同じく、例えば雰囲気湿分に由来する水は結合剤とは見なされない。好ましくは、スラリは、吸着剤と第1触媒と第2触媒の全質量に対比して2%の結合剤量を超えない限りはなおも結合剤不含と見なされる。特に、懸濁液を蒸発させた後の担持体上には触媒及び吸着剤の周りに結合剤分子のマトリックスが形成されていない。 In certain preferred embodiments, the slurry is binder-free. This means that no additional inorganic or organic binders are added to enhance the adhesion of the first catalyst, second catalyst and adsorbent to the support. Binders are, for example, cellulose and its derivatives, certain proteins or polymers, and inorganic binders such as silica or alumina. For example, residual amounts of capillary-bound suspension are not considered binding agents. Similarly, water, for example from atmospheric moisture, is not considered a binder. Preferably, the slurry is still considered binder-free as long as the amount of binder does not exceed 2% based on the total mass of adsorbent, first catalyst, and second catalyst. In particular, no matrix of binder molecules is formed around the catalyst and adsorbent on the support after evaporation of the suspension.

スラリは、ディッピングを含め、様々な方法によって担持体へ塗布されることができる。或る好適な実施形態では、スラリはスプレーコーティングを介して塗布される。スプレーコーティングは、特にスラリへ別個の結合剤を提供する必要なしに、極めて耐久性があり且つ一貫性のあるコーティングをもたらした。コーティングは、特に結合剤を使用することなく、4バールまでの空気圧に耐えるのが好ましい。スラリはスプレーガンを用いて塗布されるのが好ましい。手動スプレーガン、特に、例えば8バールの最大値圧力Pmaxを有する低~中圧力スプレーガンが使用されるのが好ましい。それは重力吸盤を有しているのが好ましい。スプレーコーティングは垂直方向に遂行されるのが好ましい。1つの好適な実施形態では、入口圧力は3.5バールであり、液体流れは2.5~3.0リットル毎分である。担持体とスプレーガンの間の距離は、好ましくは10~30cmの間、約15cmであるのが好ましい。上記の例示としてのパラメータを用いて、良好なコーティング特性が実現された。具体的にいうと、好適にはアルミニウム製ハニカムである担持体へコーティングは満足に接着した。 The slurry can be applied to the support by various methods, including dipping. In certain preferred embodiments, the slurry is applied via spray coating. Spray coating provided extremely durable and consistent coatings, especially without the need to provide a separate binder to the slurry. The coating preferably withstands air pressures of up to 4 bar, especially without the use of binders. Preferably, the slurry is applied using a spray gun. Preferably, a manual spray gun is used, in particular a low to medium pressure spray gun with a maximum pressure Pmax of, for example, 8 bar. Preferably it has a gravity suction cup. Preferably, spray coating is performed in a vertical direction. In one preferred embodiment, the inlet pressure is 3.5 bar and the liquid flow is 2.5-3.0 liters per minute. The distance between the carrier and the spray gun is preferably between 10 and 30 cm, preferably about 15 cm. Good coating properties were achieved using the above exemplary parameters. Specifically, the coating adhered satisfactorily to the support, which is preferably an aluminum honeycomb.

図11は、担持体グリッド17の面積全体を覆って延びる更なる層18を示している。前述の更なる層18は、フィルタの目的を有していて特にUV放射を遮断することのでき得る空気透過性の薄い可撓性の層である。この層の厚さは、約1mmで且つ2mmを超えないとしてもよい。この層は、例えばガラス繊維製の不織布から成っていてもよく、又は、数μm程度、例えば1~10μmの間のメッシュ幅を有する金属グリッドであってもよい。前述の層は、担持体グリッドの、インサートデバイス6内のUVランプ10から離れて延びている方の表面上に位置決めされる。 FIG. 11 shows a further layer 18 extending over the entire area of the carrier grid 17. The aforementioned further layer 18 is an air-permeable thin flexible layer which may have a filtering purpose and in particular may block UV radiation. The thickness of this layer may be about 1 mm and not more than 2 mm. This layer may consist of a nonwoven fabric, for example made of glass fibers, or it may be a metal grid with a mesh width of the order of a few μm, for example between 1 and 10 μm. Said layer is positioned on the surface of the carrier grid extending away from the UV lamp 10 in the insert device 6.

更なる層18が非常に薄く可撓性であり得ることから、ワイヤグリッド19による安定化が推奨される。ワイヤグリッドは安定化のみを目的とするため、例えば5~15mmの間のより大きいメッシュ幅と0.2~1.0mmの間のワイヤ直径を有していてもよい。 Since the further layer 18 can be very thin and flexible, stabilization with a wire grid 19 is recommended. The wire grid may have a larger mesh width, for example between 5 and 15 mm, and a wire diameter between 0.2 and 1.0 mm, for stabilization purposes only.

担持体グリッド17と更なる層18とワイヤグリッド19のサンドイッチ配列は、保持フレーム20内に取り付けられているのが好ましく、その結果、更なる層18とワイヤグリッド19が使用された場合でも触媒グリッド構造12をユニット一式として容易に取り扱える。とはいえ、留意するべきこととして、更なる層18とワイヤグリッド19は随意であり、一部の用途では省略されることもある。図11による完全に取り付けられた触媒グリッド構造12は、図12に拡大断面図で表現されている。 The sandwich arrangement of support grid 17, further layer 18 and wire grid 19 is preferably mounted in a holding frame 20, so that even if further layer 18 and wire grid 19 are used, the catalyst grid Structure 12 can be easily handled as a complete unit. However, it should be noted that the additional layer 18 and wire grid 19 are optional and may be omitted in some applications. The fully installed catalyst grid structure 12 according to FIG. 11 is represented in an enlarged sectional view in FIG.

図13は、空気の流れ方向4を表現する矢印によって指示されている様に空気が下から上へそれを通って流れてゆくラックキャビネット21の形態をした移動式エアハンドリングユニット1の或る実施形態を示している。空気は、ラックキャビネット21の空気透過性の下部を通った後、粗目プレフィルタ5aと細目プレフィルタ5bとから成るプレフィルタ5を通って流れる。プレフィルタ5の上方には、ファンが位置決めされているので、空気は吸われながらプレフィルタ5を通り、その後、押圧されながら下流のユニットを通ってゆく。この実施形態での第1の下流ユニットは、以上に説明されているインサートデバイス6、6’である。その下流には、特定のガスを除去しようとするのであれば吸着性フィルタ7aと、必要であればHEPA(高効率微粒子空気)フィルタ7bと、から成るフィルタユニット7が続く。ラックキャビネット21の上部面にはフィン22が設けられており、それを通って、清浄化された空気は周囲の部屋内へ分配される。フィン22は調節可能であって、それによって調節可能な出口スロットが形成されるようになっていてもよい。 FIG. 13 shows an implementation of a mobile air handling unit 1 in the form of a rack cabinet 21 through which the air flows from bottom to top as indicated by the arrow representing the air flow direction 4. It shows the form. After passing through the air-permeable lower part of the rack cabinet 21, the air flows through the pre-filter 5, which consists of a coarse pre-filter 5a and a fine pre-filter 5b. Since a fan is positioned above the pre-filter 5, the air is sucked through the pre-filter 5, and then passes through the downstream unit while being pressed. The first downstream unit in this embodiment is the insert device 6, 6' described above. Downstream thereof follows a filter unit 7 consisting of an adsorptive filter 7a if specific gases are to be removed and, if necessary, a HEPA (high efficiency particulate air) filter 7b. The upper surface of the rack cabinet 21 is provided with fins 22, through which the purified air is distributed into the surrounding room. The fins 22 may be adjustable, thereby forming an adjustable exit slot.

インサートデバイス6のコンパクトな構造は、特に担持体グリッド17のために特別なコーティング材料を用いることで実施可能である。 A compact construction of the insert device 6 can be achieved in particular by using a special coating material for the carrier grid 17.

コーティングは、少なくとも50μm、好ましくは少なくとも75μm、特に少なくとも100μmの全厚さを有しているのが好ましい。その様な厚さのコーティングは、特に、ガス汚染除去のための触媒の満足できる量を提供する。好ましくは、厚さは、500μmを超えない、より好ましくは350μmを超えない、特に250μmを超えない。好適な範囲は100~250μmの間である。コーティングが厚すぎると、下の層が十分に照射されない及び/又は汚染除去されるべき汚染物質が十分に到達できない可能性がある。そうすると触媒材料の浪費につながりかねない。 Preferably, the coating has a total thickness of at least 50 μm, preferably at least 75 μm, especially at least 100 μm. A coating of such thickness provides, in particular, a satisfactory amount of catalyst for gas decontamination. Preferably, the thickness does not exceed 500 μm, more preferably does not exceed 350 μm, especially does not exceed 250 μm. A preferred range is between 100 and 250 μm. If the coating is too thick, the underlying layers may not be sufficiently irradiated and/or the contaminants to be decontaminated may not be sufficiently accessible. This may lead to waste of catalyst material.

第1触媒は、例えば、酸化タングステン及び/又は酸化亜鉛から成っていてもよい。第1触媒は1種類しか使用されないのが好適であるが必ずしもそうとは限らない。また、光触媒活性を有する2種類以上の触媒を使用することも実施可能である。 The first catalyst may, for example, consist of tungsten oxide and/or zinc oxide. Preferably, but not necessarily, only one type of first catalyst is used. It is also possible to use two or more types of catalysts having photocatalytic activity.

或る好適な実施形態では、第1触媒は二酸化チタンTiO2である。二酸化チタンは、その光触媒特性が非常によく知られている。二酸化チタンは、半導体であり、UV放射及び/又は100~400nmの波長の可視放射の照射によって活性化され得る。好ましくは、第1触媒、特に二酸化チタンを活性化するために使用されるUV放射は、365nm以下、より好ましくは100~280nmの間のUV-C範囲内、最も好ましくは254nmの波長を有する。UV-C範囲のUV放射の使用には、UV-C放射の直接的殺菌特性を追加的に使用するという利点がある。したがって、UV-C放射は、その高いエネルギーに因って直接的な生物致死性作用を発揮し、第1触媒を活性化することによって間接的な生物致死性作用を発揮すると共に非生物学的汚染物質にも働きかける。二酸化チタンは既に光活性化させておくことができる。 In some preferred embodiments, the first catalyst is titanium dioxide, TiO2 . Titanium dioxide is very well known for its photocatalytic properties. Titanium dioxide is a semiconductor and can be activated by irradiation with UV radiation and/or visible radiation with a wavelength of 100-400 nm. Preferably, the UV radiation used to activate the first catalyst, particularly titanium dioxide, has a wavelength below 365 nm, more preferably in the UV-C range between 100 and 280 nm, most preferably 254 nm. The use of UV radiation in the UV-C range has the advantage of additionally using the direct germicidal properties of UV-C radiation. Therefore, UV-C radiation exerts a direct biocidal effect due to its high energy, an indirect biocidal effect by activating the first catalyst, and a non-biological It also works on pollutants. Titanium dioxide can already be photoactivated.

第1触媒の活性化のために、好ましくは、任意の種類のUV放射を発する源又は光源が使用でき、例えばUV放射を発する人工ランプ、又はUV放射を発する発光ダイオード又は蛍光管、又はコールドプラズマ型電極によって形成されるUV放射が使用されてもよい。 For activation of the first catalyst, preferably any kind of UV radiation emitting source or light source can be used, for example an artificial lamp emitting UV radiation, or a light emitting diode or fluorescent tube emitting UV radiation, or a cold plasma. UV radiation generated by type electrodes may also be used.

二酸化チタンには、費用効率が高く且つ少なくとも部分的に自己を再生する能力を有するという利点がある。二酸化チタンは、化学的汚染物質及び生物学的汚染物質を含め、様々な汚染物質に対する活性が高い。 Titanium dioxide has the advantage of being cost effective and having the ability to at least partially regenerate itself. Titanium dioxide is highly active against a variety of pollutants, including chemical and biological pollutants.

アナターゼの結晶形態をした二酸化チタンが最も高い触媒活性を有することが知られている。したがって、二酸化チタンが完全にアナターゼ型のものである、というのが発明の1つの実施形態である。 Titanium dioxide in the anatase crystalline form is known to have the highest catalytic activity. Therefore, it is one embodiment of the invention that the titanium dioxide is completely in the anatase form.

他方で、本出願人の探究は、広く行き渡っている意見に反して、ルチル型の二酸化チタンの或る特定の割合が触媒デバイスの全体としての汚染除去容量を高めることになる、ということを示した。触媒の表面での電荷の分離が増進され、ひいてはその効率が増進される。 On the other hand, the applicant's research has shown that, contrary to the prevailing opinion, a certain proportion of titanium dioxide in the rutile form will increase the overall decontamination capacity of the catalytic device. Ta. Separation of charges on the surface of the catalyst is enhanced and thus its efficiency is enhanced.

第1触媒が、アナターゼ型/ルチル型比を60/40~99/1の間とするアナターゼ型とルチル型の混合物の形態をした二酸化チタンTiO2である、というのが本発明の或る好適な実施形態である。好ましくは、比は、少なくとも60/40、より好ましくは少なくとも70/30、及び特に少なくとも80/20である。比は、好ましくは99/1を超えない、より好ましくは95/5を超えない、及び特に90/10を超えない。或る更に好適な実施形態では、比は、77/23~83/17の間、特に80/20である。或る好適な実施形態では、第1触媒、特に二酸化チタンは、特に銀イオン又は白金イオンでドーピングされる。第1触媒のドーピングは、生物学的汚染物質に対する及び破壊された汚染物質の潜在的に有害な副産物の破壊に対する生物致死性効果を高める。ドーピングイオンの存在は、実施可能な酸化及び還元反応の数を増加させる。 It is a preferred embodiment of the invention that the first catalyst is titanium dioxide TiO 2 in the form of a mixture of anatase and rutile with an anatase/rutile ratio between 60/40 and 99/1. This is an embodiment. Preferably the ratio is at least 60/40, more preferably at least 70/30 and especially at least 80/20. The ratio preferably does not exceed 99/1, more preferably does not exceed 95/5 and especially does not exceed 90/10. In some further preferred embodiments, the ratio is between 77/23 and 83/17, especially 80/20. In certain preferred embodiments, the first catalyst, in particular titanium dioxide, is doped, in particular with silver ions or platinum ions. Doping the first catalyst enhances the biocidal effect on biological contaminants and on the destruction of potentially harmful by-products of the destroyed contaminants. The presence of doping ions increases the number of oxidation and reduction reactions that can be carried out.

二酸化チタンは、好ましくは10~50nm、より好ましくは15~35nm、特に約25nmの素粒子サイズを有する。これらの素粒子は凝集する傾向がある。これらの凝集体の平均粒子サイズは、好ましくは200~600nmの間、より好ましくは、300~500nmの間、特に約420nmを範囲とする。ただし、これは、幾つかの凝集体が1ミクロン又はそれ以上の粒子サイズを有することを排除しない。 The titanium dioxide preferably has a particle size of 10 to 50 nm, more preferably 15 to 35 nm, especially about 25 nm. These elementary particles tend to aggregate. The average particle size of these aggregates preferably ranges between 200 and 600 nm, more preferably between 300 and 500 nm, especially about 420 nm. However, this does not exclude that some aggregates have particle sizes of 1 micron or more.

或る好適な実施態様では、第2触媒は低温触媒である。低温触媒は、好ましくは、100°Cより低い温度にて、より好ましくは50°Cより低い温度にて、最も好ましくは既に20°Cの室温にて、既に触媒的に活性のある触媒である。ただし、これは、触媒がより高い温度では不活性でなければならない、ということを含意しない。好ましくは、触媒活性は、少なくとも或る特定の温度間隔に亘って、好ましくは20~100°C又は50~100°Cの間隔に亘って温度が上昇するのに伴って高まる。 In some preferred embodiments, the second catalyst is a low temperature catalyst. A low temperature catalyst is preferably a catalyst that is already catalytically active at temperatures below 100°C, more preferably at temperatures below 50°C, most preferably already at room temperature of 20°C. . However, this does not imply that the catalyst must be inactive at higher temperatures. Preferably, the catalyst activity increases with increasing temperature, at least over a certain temperature interval, preferably over an interval of 20-100°C or 50-100°C.

つまり、第2触媒は低温触媒である。低温触媒は発熱エネルギー(calorific energy)によって活性化される。低温触媒という用語は、それによって、比較的低温で活性化されるこの類の触媒を通常は500~1200°Cの比較的高温で活性化される熱触媒と差別化するために使用される。したがって、本発明による低温触媒は比較的低温にて触媒的に活性であるというだけでなく、それはこの比較的低温にて発熱エネルギーによって活性化されるのである。換言すれば、周囲温度にて光活性化可能な光触媒は低温触媒ではない、というのも、それは周囲温度にて発熱エネルギーによって活性化されるのではなく照射によって活性化されるからである。低温触媒は、好ましくは、既に触媒的に活性化されている触媒であり、したがって、100°Cより低い温度にて、より好ましくは50°Cより低い温度にて、最も好ましくは既に20°Cの室温にて活性である。ただし、これは、触媒がより高温では不活性でなくてはならない、ということを含意しない。好ましくは、触媒活性は、少なくとも或る特定の温度間隔に亘って、好ましくは20~100°C又は50~100°Cの間隔に亘って温度が上昇するのに伴って高まる。 In other words, the second catalyst is a low temperature catalyst. Low temperature catalysts are activated by calorific energy. The term low temperature catalyst is thereby used to differentiate this class of catalysts, which are activated at relatively low temperatures, from thermal catalysts, which are activated at relatively high temperatures, usually between 500 and 1200°C. Therefore, not only is the low temperature catalyst according to the invention catalytically active at relatively low temperatures, but it is activated by exothermic energy at this relatively low temperature. In other words, a photocatalyst that is photoactivatable at ambient temperature is not a low temperature catalyst because it is activated by irradiation rather than by exothermic energy at ambient temperature. A low-temperature catalyst is preferably a catalyst that is already catalytically activated and therefore at a temperature below 100°C, more preferably at a temperature below 50°C, most preferably already at a temperature of 20°C. Active at room temperature. However, this does not imply that the catalyst must be inactive at higher temperatures. Preferably, the catalyst activity increases with increasing temperature, at least over a certain temperature interval, preferably over an interval of 20-100°C or 50-100°C.

低温触媒は、例えば、酸化ニッケル又は酸化セリウムの様な金属酸化物である。発明の或る好適な実施態様では、第2触媒は、効率的な低温触媒とされる一酸化マンガンMnOである。本出願人の探究は、触媒活性が不十分である周知の二酸化マンガンMnO2よりも、一酸化マンガンが有意に効率的であることを示した。したがって、この実施形態で使用される一酸化マンガンには、二酸化マンガンが混入されていないか又は実質的に混入されていないのが好ましい。或る好適な実施形態では、二酸化マンガンの量は、第2触媒として使用される一酸化マンガンの全質量の5%より低く、より好ましくは1%より低く、最も好ましくは0.1%より低い。二酸化マンガンが一酸化マンガン第2触媒の不純物として存在していないのが最適である。 Low temperature catalysts are, for example, metal oxides such as nickel oxide or cerium oxide. In some preferred embodiments of the invention, the second catalyst is manganese monoxide, MnO, which is an efficient low temperature catalyst. Applicant's research has shown that manganese monoxide is significantly more efficient than the well-known manganese dioxide MnO2 , which has insufficient catalytic activity. Therefore, the manganese monoxide used in this embodiment is preferably free or substantially free of manganese dioxide. In certain preferred embodiments, the amount of manganese dioxide is less than 5%, more preferably less than 1%, and most preferably less than 0.1% of the total mass of manganese monoxide used as the second catalyst. . Optimally, manganese dioxide is not present as an impurity in the manganese monoxide second catalyst.

一酸化マンガン、特に結晶形態をした一酸化マンガンは、例えば空気からの酸素と接触したときに、反応性の高いラジカル種の生成を可能にする。好ましくは、温度は35°Cより高く、特に35~55°Cの間、より好ましくは45~50°Cの間である。好ましくは、汚染除去されるべきガス、特に空気の相対湿度は、30~80%の間、より好ましくは50%である。これらの状況の下では、ラジカル種の非常に効率的な生成が見込まれる。ラジカル種は、例えばホルムアルデヒドの様なアルデヒド類などのナノスケール又はマイクロスケールの非常に小さい汚染物質とも反応することができ、その様な小さい汚染物質は通常はクラッキングされ難い。これは、とりわけ、その様な小さい分子がトラップされ難いのが理由である。親水性触媒は、通常、水又は他の極性小分子で急速に飽和されるため、小さい汚染物質をトラップし次いで酸化させるのに利用できる部位はほとんどない。一方、一酸化マンガンは水との反応及びその表面への水分子のトラッピングに乏しいので、より多くの部位が汚染物質のために利用可能になるという特定の利点をもたらす。更に、一酸化マンガン内の細孔は好ましくも二酸化チタンの細孔より小さいので、より大きな分子はトラップされ難く、この点でも同様に、より多くの部位が汚染物質のために利用可能なまま残る。ラジカル種は生物学的汚染物質とも反応する。 Manganese monoxide, especially in crystalline form, allows the formation of highly reactive radical species when in contact with oxygen, for example from air. Preferably the temperature is above 35°C, especially between 35 and 55°C, more preferably between 45 and 50°C. Preferably, the relative humidity of the gas to be decontaminated, especially air, is between 30 and 80%, more preferably 50%. Under these conditions, very efficient generation of radical species is expected. Radical species can also react with very small contaminants on the nanoscale or microscale, such as aldehydes such as formaldehyde, and such small contaminants are usually difficult to crack. This is because, inter alia, such small molecules are difficult to trap. Hydrophilic catalysts are usually rapidly saturated with water or other small polar molecules, so there are few sites available to trap and then oxidize small contaminants. On the other hand, manganese monoxide is poor at reacting with water and trapping water molecules on its surface, thus offering the particular advantage that more sites are available for contaminants. Furthermore, because the pores in manganese monoxide are preferably smaller than those in titanium dioxide, larger molecules are less likely to be trapped, and in this respect as well, more sites remain available for contaminants. . Radical species also react with biological contaminants.

一酸化マンガンの欠点は、二酸化マンガンに比べて不安定であることだ。したがって、一酸化マンガンを合成するとき、好適なこととして二酸化マンガンの形成を回避させる場合には、反応パラメータに特別な注意を払う必要がある。1つの重要な反応パラメータは温度である。300°Cより高い焼成温度を使用したとき、相当量の二酸化マンガンが形成され、又は二酸化マンガンしか形成されない。 The disadvantage of manganese monoxide is that it is less stable than manganese dioxide. Therefore, when synthesizing manganese monoxide, special attention must be paid to the reaction parameters if the formation of manganese dioxide is to be preferably avoided. One important reaction parameter is temperature. When using calcination temperatures higher than 300°C, significant amounts of manganese dioxide or only manganese dioxide is formed.

前駆体からの二酸化チタンの形成は、通常、300°Cを超える温度、例えば300~600°Cを必要とするので、一酸化マンガン前駆体と二酸化チタン前駆体を同時焼成して、一方に一酸化マンガンを、他方に二酸化チタンを形成させることは不可能である。二酸化チタンの形成中の600°Cより高い焼成温度は、ルチルの過剰形成をもたらす可能性があり、望ましくない。他方で、或る特定の量のルチルは、上述の様に、触媒の効率を高める。 Since the formation of titanium dioxide from precursors typically requires temperatures above 300°C, e.g. It is not possible to form manganese oxide on the one hand and titanium dioxide on the other. Firing temperatures higher than 600° C. during titanium dioxide formation can result in excessive rutile formation and are undesirable. On the other hand, a certain amount of rutile increases the efficiency of the catalyst, as mentioned above.

したがって、第1触媒が二酸化チタンであり、第2触媒が一酸化マンガンであるときには、同時焼成が行われないのが好ましい。 Therefore, when the first catalyst is titanium dioxide and the second catalyst is manganese monoxide, co-firing is preferably not performed.

第1触媒、第2触媒、及び/又は吸着剤の合成は触媒デバイスの製造方法の一部であるのが好適であるが、必ずしもそうとは限らない。合成の好適な実施形態が以下に詳細に解説される。少なくとも第1触媒としての二酸化チタン及び第2触媒としての一酸化マンガンの合成が製造方法の一部であるなら、それらの前駆体の同時焼成は行われないのが好ましい。それらは、互いに別々に合成されるのが好ましい。 Preferably, but not necessarily, the synthesis of the first catalyst, second catalyst and/or adsorbent is part of the method of manufacturing the catalytic device. Preferred embodiments of the synthesis are discussed in detail below. If the synthesis of at least titanium dioxide as a first catalyst and manganese monoxide as a second catalyst is part of the manufacturing process, it is preferred that no co-calcination of these precursors takes place. Preferably they are synthesized separately from each other.

低温触媒、特に一酸化マンガンを使用することの1つの利点は、UV放射源の必然的に発生する廃熱が低温触媒を温めそれによってその触媒効率を上げるのに使用できるようになることである。したがって、光触媒と低温触媒を1つの段で組み合わせ、且つ好ましくは、廃熱を効率的に使用するためにそれらを空間的にUV放射源に近づけて配設したときに、相乗効果が実現され得る。好ましくは、触媒デバイスの表面上では、最大で40°Cまで、最大で50°Cまで、又は最大で90°Cまでの温度が実現され得る。 One advantage of using a low temperature catalyst, particularly manganese monoxide, is that the necessarily generated waste heat of the UV radiation source can be used to warm the low temperature catalyst, thereby increasing its catalytic efficiency. . Therefore, a synergistic effect may be realized when the photocatalyst and the low temperature catalyst are combined in one stage and preferably placed spatially close to the UV radiation source for efficient use of waste heat. . Preferably, temperatures of up to 40°C, up to 50°C or up to 90°C can be achieved on the surface of the catalytic device.

吸着剤は、好ましくは少なくとも300m2/gの、より好ましくは少なくとも500m2/gの、最も好ましくは少なくとも1000m2/gの、特に2000m2/gより上の、広い比表面積を有する化合物であるのが好ましい。吸着剤は、例えば活性炭又は活性コークスとされ得る。 The adsorbent is a compound having a large specific surface area, preferably at least 300 m 2 /g, more preferably at least 500 m 2 /g, most preferably at least 1000 m 2 /g, especially above 2000 m 2 /g. is preferable. The adsorbent may be activated carbon or activated coke, for example.

或る好適な実施形態では、吸着剤はゼオライトである。ゼオライトは、自然発生的又は人工的であり得る微孔質アルミノケイ酸塩鉱物である。ゼオライトは合成であってもよい。 In certain preferred embodiments, the adsorbent is a zeolite. Zeolites are microporous aluminosilicate minerals that can be naturally occurring or man-made. Zeolites may be synthetic.

親水性ゼオライトが使用されるのが好ましく、というのも、本出願人の探究は、生物学的汚染物質は疎水性ゼオライトよりも親水性ゼオライトによってより良好に吸着される傾向があることを示しているからである。A型又はZSM-5型のゼオライトが使用されるのが好ましい。ゼオライトは、合成ゼオライト、特にA型又はZSM-5型の合成ゼオライトであるのが好ましい。合成ゼオライトには、純粋であり且つ合成されるという事実に因り均質な構造を有するという利点がある。 Preferably, hydrophilic zeolites are used because applicant's research has shown that biological contaminants tend to be better adsorbed by hydrophilic zeolites than by hydrophobic zeolites. Because there is. Preferably, zeolites of type A or ZSM-5 are used. Preferably, the zeolite is a synthetic zeolite, especially of type A or ZSM-5. Synthetic zeolites have the advantage of being pure and having a homogeneous structure due to the fact that they are synthesized.

本発明の或る好適な実施形態では、第1触媒は二酸化チタンであり、第2触媒は一酸化マンガンであり、及び/又は、吸着剤はゼオライトである。ゼオライトはA型の合成親水性ゼオライトであるのが好ましい。これらの構成は、本明細書に記載されている全ての適用可能な実施形態にとって好適である。 In certain preferred embodiments of the invention, the first catalyst is titanium dioxide, the second catalyst is manganese monoxide, and/or the adsorbent is zeolite. Preferably, the zeolite is a type A synthetic hydrophilic zeolite. These configurations are suitable for all applicable embodiments described herein.

本発明の或る好適な実施形態では、第1触媒は二酸化チタンであり、第2触媒は一酸化マンガンであり、及び/又は、吸着剤はゼオライトである。ゼオライトはA型の合成親水性ゼオライトであるのが好ましい。これらの構成は、本明細書に記載されている全ての適用可能な実施形態にとって好適である。 In certain preferred embodiments of the invention, the first catalyst is titanium dioxide, the second catalyst is manganese monoxide, and/or the adsorbent is zeolite. Preferably, the zeolite is a type A synthetic hydrophilic zeolite. These configurations are suitable for all applicable embodiments described herein.

本出願人らは、単一の諸成分の特定の比が、汚染物質の効率的消去にとって有利であることを見出した。好ましくは、A型ゼオライトと二酸化チタンの間の比は3:1~1:1の間の範囲であり、特に約2:1である。A型ゼオライトと一酸化マンガンの比は、好ましくは5:1~3:1の間の範囲であり、特に約4:1である。二酸化チタンと酸化マンガンの比は、好ましくは§:1~1:1の間の範囲であり、特に約2:1である。これらの好適な比は、二酸化チタン、一酸化マンガン、及び/又は、A型のゼオライト以外の第1触媒、第2触媒、及び吸着剤にも適用される。 Applicants have discovered that certain ratios of single components are advantageous for efficient scavenging of contaminants. Preferably, the ratio between type A zeolite and titanium dioxide ranges between 3:1 and 1:1, in particular about 2:1. The ratio of type A zeolite to manganese monoxide preferably ranges between 5:1 and 3:1, in particular about 4:1. The ratio of titanium dioxide to manganese oxide preferably ranges between §:1 and 1:1, in particular about 2:1. These preferred ratios also apply to first catalysts, second catalysts, and adsorbents other than titanium dioxide, manganese monoxide, and/or type A zeolites.

A型の親水性ゼオライトは、化学的汚染物質及び生物学的汚染物質に対する高い親和力を有しており、天然の同等物はない。それは微生物の細胞膜に対する親和力を有する。これらは静電気的理由でゼオライトの表面へ吸着される。加えて、A型の親水性ゼオライトは直接的な抗菌効果を有していて、その使用をなおいっそう相乗的なものにする。A型の親水性ゼオライトは、アルカリ又はアルカリ土類金属カチオンによって中和されたアニオン性アルミノケイ酸塩構造から形成された結晶構造を有する。 Type A hydrophilic zeolites have a high affinity for chemical and biological pollutants and have no natural equivalents. It has an affinity for the cell membranes of microorganisms. These are adsorbed onto the zeolite surface for electrostatic reasons. In addition, hydrophilic zeolites of type A have a direct antimicrobial effect, making their use even more synergistic. Type A hydrophilic zeolites have a crystal structure formed from anionic aluminosilicate structures neutralized by alkali or alkaline earth metal cations.

ゼオライト、特にA型のゼオライトはソーダライト結晶構造を備えているのが好ましい。 Zeolites, especially type A zeolites, preferably have a sodalite crystal structure.

ゼオライトの構造は、複数の基本的なソーダライトケージを結びつけている。ソーダライトケージは、8つの六角形の面と6つの正方形の面を併せ持つ複数の多面体から成る。ゼオライトを形成するソーダライトケージは、正方形の面を介して相互接続されている。ソーダライトケージの特定の構造はゼオライトに開放3D構造を与え、それによって特に全体積の47%が細隙によって形成される。したがって、ゼオライトは、小さい体積内に、生物学的汚染物質及び化学的汚染物質の吸着のための広い表面を提供する。加えて、開放3D構造は高い水分吸着及び水分保持容量を可能にする。触媒の表面上ではヒドロキシルラジカルの様な反応性の高いラジカル種を形成するのに水が使用され得るので、これは有利であるだろう。また、水分保持容量は、状況に依っては、触媒上に水の膜が形成されないことを確定的にし、それによって触媒の効率を低下させる可能性がある。他方で、非常に大量の吸着剤、特に大量のゼオライトは過剰な水をもたらし、それによって触媒の効率を低下させる可能性がある。したがって、吸着剤の量は、第1触媒と第2触媒と吸着剤の全質量の80%を超えない、特に70%を超えないのが好ましい。他方で、吸着剤の量が非常に少ない場合、水分保持容量が十分でないということもあり得る。したがって、吸着剤の量は第1触媒と第2触媒と吸着剤の全質量の40%以上、特に30%以上であるのが好ましい。 The structure of zeolites connects multiple basic sodalite cages. A sodalite cage consists of multiple polyhedra with eight hexagonal faces and six square faces. The sodalite cages forming the zeolite are interconnected through square faces. The particular structure of the sodalite cage gives the zeolite an open 3D structure, whereby in particular 47% of the total volume is formed by pores. Zeolites therefore provide a large surface area for the adsorption of biological and chemical contaminants within a small volume. In addition, the open 3D structure allows for high moisture adsorption and moisture retention capacity. This may be advantageous since water can be used to form highly reactive radical species such as hydroxyl radicals on the surface of the catalyst. Also, the water holding capacity can, in some circumstances, ensure that a film of water does not form on the catalyst, thereby reducing the efficiency of the catalyst. On the other hand, very large amounts of adsorbent, especially large amounts of zeolite, can lead to excess water and thereby reduce the efficiency of the catalyst. Therefore, it is preferred that the amount of adsorbent does not exceed 80%, in particular does not exceed 70%, of the total mass of the first catalyst, second catalyst and adsorbent. On the other hand, if the amount of adsorbent is very small, it is possible that the water holding capacity is not sufficient. Therefore, the amount of adsorbent is preferably 40% or more, particularly 30% or more of the total mass of the first catalyst, second catalyst, and adsorbent.

本発明者らは、2つの異なる触媒と吸着剤との組合せはガスの汚染除去に相乗的に有効であることを探究した。汚染物質は吸着剤上へ吸着される。物質移動現象により、それらは触媒粒子へ移る。触媒の表面上の反応種の生成は、次いで、汚染物質の破壊をもたらし、好ましくは汚染物質の完全鉱化をもたらす。同じく汚染物質の破壊中の副産物も、潜在的に有害な副産物が脱汚除去済みのガス中へ放出されないように破壊されるか、又は放出されても次の汚染除去サイクルの1つのサイクル内で破壊されるのが好ましい。吸着剤は、それに関し、例えばガスが汚染物質のピーク負荷にある間は、破壊されるべき汚染物質のための溜めを形成することもできる。したがって、触媒の時間単位当たりの触媒容量を超えてしまう汚染物質の量が吸着剤によっていったん引き留められ、その後、時間を遅らせて触媒へ案内されるのが好ましい。これにより、更に、吸着剤なしでは本質的に触媒の容量を超えてしまうピーク負荷に対処することが可能になる。良好な吸着特性を提供するためには、吸着剤の量は、第1触媒と第2触媒と吸着剤の全質量に対して、各触媒の量及び/又は触媒同士の累積量よりも高いのが好ましい。 The inventors have explored that the combination of two different catalysts and adsorbents is synergistically effective for gas decontamination. Contaminants are adsorbed onto the adsorbent. Due to mass transfer phenomena, they are transferred to the catalyst particles. The production of reactive species on the surface of the catalyst then results in the destruction of the contaminant, preferably complete mineralization of the contaminant. Similarly, by-products during the destruction of pollutants are either destroyed so that potentially harmful by-products are not released into the decontaminated gas, or if released within one cycle of the next decontamination cycle. Preferably destroyed. In this regard, the adsorbent may also form a reservoir for pollutants to be destroyed, for example while the gas is at peak load of pollutants. Therefore, it is preferable that the amount of contaminants that exceed the catalytic capacity of the catalyst per time unit is once retained by the adsorbent and then guided to the catalyst after a time delay. This also makes it possible to handle peak loads that would essentially exceed the capacity of the catalyst without the adsorbent. In order to provide good adsorption properties, the amount of adsorbent should be higher than the amount of each catalyst and/or the cumulative amount of the catalysts relative to the total mass of the first catalyst, second catalyst and adsorbent. is preferred.

吸着剤が汚染物質を引き留めておき、汚染物質は後に物質移動により触媒へ移動されることになる。他方で、この現象によって、吸着剤は絶えず再生され、その吸着容量を回復させる。このことは、これらの化合物を1つの混合物内で提供することの真の相乗効果を実証している。この効果を最適に実現するためには、触媒と吸着剤の混和は、特に可能な限り均質な混合物を提供するように集約的に遂行されるのが好ましい。第1触媒の量は、第1触媒と第2触媒と吸着剤の全質量の、好ましくは少なくとも10%、より好ましくは少なくとも20%であり、且つ、好ましくは30%を超えず、特に40%を超えない。第2触媒の量は、第1触媒と第2触媒と吸着剤の全質量の、好ましくは少なくとも5%、より好ましくは少なくとも10%、特に少なくとも15%であり、且つ、好ましくは20%を超えない、特に30%を超えない。 The adsorbent retains the contaminants, which will later be transferred to the catalyst by mass transfer. On the other hand, this phenomenon constantly regenerates the adsorbent and restores its adsorption capacity. This demonstrates the true synergistic effect of providing these compounds in one mixture. In order to optimally realize this effect, the mixing of catalyst and adsorbent is preferably carried out intensively, in particular in order to provide as homogeneous a mixture as possible. The amount of the first catalyst is preferably at least 10%, more preferably at least 20%, and preferably does not exceed 30%, especially 40%, of the total mass of the first catalyst, second catalyst and adsorbent. not exceed. The amount of the second catalyst is preferably at least 5%, more preferably at least 10%, especially at least 15% and preferably more than 20% of the total mass of the first catalyst, second catalyst and adsorbent. No, especially not exceeding 30%.

或る好適な実施形態では、諸成分は、それらの全質量に対する重量パーセントにして以下の範囲で提供される。即ち、第1触媒は27~30%の間、第2触媒は11~17%の間、及び吸着剤は55~59%の間である。 In certain preferred embodiments, the components are provided in the following ranges as weight percentages of their total mass: That is, the first catalyst is between 27-30%, the second catalyst is between 11-17%, and the adsorbent is between 55-59%.

或る特定の好適な実施形態は、第1触媒を29%、第2触媒を12%、及び吸着剤を59%の量で含有する。 Certain preferred embodiments contain an amount of 29% first catalyst, 12% second catalyst, and 59% adsorbent.

本出願人の探究は、この比が良好な効率と共に満足のいく水分保持容量及び染物質保持容量を示すことを明らかにした。これらの量を用いれば、特に持続可能で長持ちする組成物であってしかも非常に優れた汚染除去属性を提供する組成物がもたらされる。加えて、第1触媒を活性化するのに必要なUV/可視放射の量は、第2触媒が低温触媒であるとき、この量の第2触媒の触媒活性を高めるのに十分且つ有用な量の廃熱を提供する。 Applicant's research has revealed that this ratio exhibits satisfactory water and dye holding capacity with good efficiency. These amounts result in a composition that is particularly sustainable and long-lasting, yet provides excellent decontamination attributes. Additionally, the amount of UV/visible radiation required to activate the first catalyst is an amount sufficient and useful to increase the catalytic activity of the second catalyst when the second catalyst is a low temperature catalyst. of waste heat.

加えて、本発明は、第1触媒の量が27%より低い及び30%より高い、第2触媒の量が11%より低い及び17%より高い、及び、吸着剤の量が55%より低い及び59%より高い実施形態に関しており、各量は、重量パーセントであり、それらの全質量に対してである。本明細書に記載の全ての更なる好適な構成及び実施形態は、この特定の実施形態に適用される。 In addition, the invention provides that the amount of the first catalyst is lower than 27% and higher than 30%, the amount of the second catalyst is lower than 11% and higher than 17%, and the amount of adsorbent is lower than 55%. and higher than 59%, each amount being a percentage by weight, based on their total mass. All further preferred configurations and embodiments described herein apply to this particular embodiment.

上記の様に、第1触媒、第2触媒、及び/又は吸着剤の合成は、触媒デバイスの製造方法の一部であるのが好適とされるが必ずしもそうとは限らない。合成は、それぞれ、別の合成とは別々に遂行される。 As mentioned above, the synthesis of the first catalyst, second catalyst, and/or adsorbent is preferably, but not necessarily, part of the method of manufacturing the catalytic device. Each composition is performed separately from another composition.

第1触媒が好適にも二酸化チタンである場合、それは、ゾルゲルプロセスを用い、四塩化チタン又はチタン酸ブチルの様な前駆体を使用することによって合成され、続いて300~600°Cの温度で焼成されるのが好ましい。また、熱プラズマ技術、レーザ熱分解、熱水合成、又は電気化学的合成の様な、粉末二酸化チタンを作製するための異なる方法も実施可能である。 If the first catalyst is suitably titanium dioxide, it is synthesized using a sol-gel process using precursors such as titanium tetrachloride or butyl titanate, followed by a temperature of 300-600°C. Preferably, it is fired. Different methods for making powdered titanium dioxide are also possible, such as thermal plasma technology, laser pyrolysis, hydrothermal synthesis, or electrochemical synthesis.

粉末形態の二酸化チタン第1触媒を合成するための或る好適なゾルゲルプロセスがこれより詳細に説明される。 A preferred sol-gel process for synthesizing a powdered titanium dioxide first catalyst will now be described in detail.

前駆体四塩化チタンは、無水エタノールと、0.5:10~3:10の間の比、好ましくは1:10の比で、室温にて4時間に亘って混合される。形成されたゾルは次いで超音波浴槽に20~40分間、好ましくは30分間入れられる。続いて、粉末を得るために、ゾルは100°C及び130°Cの温度にて、好ましくは120°Cにて、1~24時間の間の時間に亘って、好ましくは7時間に亘って乾燥される。次いで、この粉末が530~570°Cの間の温度にて、好ましくは550°Cにて、2~3時間、好ましくは2時間に亘って漸進的に焼成される。それによって温度は10~12°C/分で段階的に上昇される。次いで、得られた粉末酸化チタンは脱イオン水で洗浄され、続いて90~110°Cの間、好ましくは100°Cの温度にて乾燥される。 The precursor titanium tetrachloride is mixed with absolute ethanol in a ratio between 0.5:10 and 3:10, preferably 1:10, for 4 hours at room temperature. The formed sol is then placed in an ultrasonic bath for 20-40 minutes, preferably 30 minutes. Subsequently, the sol is heated at temperatures of 100°C and 130°C, preferably 120°C, for a period of between 1 and 24 hours, preferably 7 hours, in order to obtain a powder. dried. This powder is then progressively calcined at a temperature between 530 and 570°C, preferably at 550°C, over a period of 2 to 3 hours, preferably 2 hours. The temperature is thereby increased stepwise at 10-12° C./min. The powdered titanium oxide obtained is then washed with deionized water and subsequently dried at a temperature between 90 and 110°C, preferably 100°C.

第2触媒が好適にも一酸化マンガンである場合、それは、酢酸マンガン、硝酸マンガン、及び/又は硫酸マンガンの様な前駆体から合成され、続いて300°Cより下の温度にて焼成されるのが好ましい。 If the second catalyst is preferably manganese monoxide, it is synthesized from precursors such as manganese acetate, manganese nitrate, and/or manganese sulfate, followed by calcination at a temperature below 300°C. is preferable.

粉末形態をした一酸化マンガン第2触媒を合成するための或る好適なプロセスがこれより詳細に説明される。 A preferred process for synthesizing a manganese monoxide secondary catalyst in powder form will now be described in detail.

前駆体、好ましくは酢酸マンガンが、過マンガン酸カリウムの溶液と、1,8/1,2のmol/l比で、21~25°Cの間の室温にて、少なくとも24時間に亘って混合される。その後、それは、ろ過され、脱イオン水ですすがれる。得られた粉末は、280~300°Cの間の温度に到達するまで6°C/分で温度を上昇させながら、数時間、好ましくは72時間に亘って焼成される。結果として得られたものが脱イオン水ですすがれ、続いて100°Cにて乾燥されると、ついには、その後使用することのできる粉末一酸化マンガンが得られる。十分に使用可能な粉末を得るために、液体は完全に蒸発されるのが好ましい。より安定しているが望ましくない二酸化マンガンの形成を回避するために、300°Cより下の低温が使用される。 The precursor, preferably manganese acetate, is mixed with a solution of potassium permanganate in a mol/l ratio of 1,8/1,2 at room temperature between 21 and 25° C. for at least 24 hours. be done. It is then filtered and rinsed with deionized water. The powder obtained is calcined for several hours, preferably 72 hours, increasing the temperature at 6°C/min until a temperature between 280 and 300°C is reached. The resultant is rinsed with deionized water and subsequently dried at 100°C, finally yielding powdered manganese monoxide that can be used subsequently. Preferably, the liquid is completely evaporated in order to obtain a fully usable powder. Low temperatures below 300° C. are used to avoid the formation of more stable but undesirable manganese dioxide.

吸着剤がA型の合成親水性ゼオライトである場合、それは以下の様に合成されるのが望ましく、即ち、
工程1:水酸化ナトリウム、例えば水酸化ナトリウムのペレットを蒸留水中に110:1の比で均質な水酸化ナトリウム溶液を得るように混合することによって、水酸化ナトリウム溶液を提供する。
工程2:水酸化ナトリウム溶液を2等分し、それによって水酸化ナトリウム溶液の第1体積と第2体積を得る。
工程3:溶液Aを得るために、結晶性アルミン酸ナトリウムが、体積パーセントにして且つ10~20分以内で、最大で17%まで第1体積へ混合される。
工程4:溶液Bを得るために、結晶性ケイ酸ナトリウムNa2SiO3が、体積パーセントにして最大で57%まで蒸留水中に溶解される。
工程5:混合物C、好ましくは清澄混合物Cを得るために、溶液Bが第2体積と3.8/1000の比で混合される。
工程6:混合物Dを得るために、清澄混合物Cが溶液Aへ添加される。
工程7:混合物Dは、水分が完全に蒸発するまで加熱される。
工程8:混合物Dは、固体Eが現れるまで温度を下げることによって冷却される。
工程9:固体Eは、濾過され、すすぎ水のpH値が8.5~9.5の間になるまで蒸留水ですすがれる。
工程10:A型の合成親水性ゼオライトを得るために、固体Eを、100~120°Cの間の温度、好ましくは110°Cの温度にて、8~15時間、好ましくは12時間に亘って乾燥させる。
工程11:A型の合成親水性ゼオライトを粉砕して粉末にする。
When the adsorbent is a synthetic hydrophilic zeolite of type A, it is preferably synthesized as follows:
Step 1: Provide a sodium hydroxide solution by mixing sodium hydroxide, e.g. pellets of sodium hydroxide in distilled water in a ratio of 110:1 to obtain a homogeneous sodium hydroxide solution.
Step 2: Divide the sodium hydroxide solution into two equal parts, thereby obtaining a first volume and a second volume of sodium hydroxide solution.
Step 3: To obtain solution A, crystalline sodium aluminate is mixed into the first volume up to 17% by volume and within 10-20 minutes.
Step 4: To obtain solution B, crystalline sodium silicate Na 2 SiO 3 is dissolved in distilled water to a maximum of 57% by volume.
Step 5: To obtain a mixture C, preferably a clear mixture C, solution B is mixed with the second volume in a ratio of 3.8/1000.
Step 6: Clarified mixture C is added to solution A to obtain mixture D.
Step 7: Mixture D is heated until the water is completely evaporated.
Step 8: Mixture D is cooled by lowering the temperature until solid E appears.
Step 9: Solid E is filtered and rinsed with distilled water until the pH value of the rinse water is between 8.5 and 9.5.
Step 10: To obtain synthetic hydrophilic zeolite of type A, solid E is heated at a temperature between 100 and 120°C, preferably at a temperature of 110°C, for 8 to 15 hours, preferably 12 hours. and dry.
Step 11: Grind the A-type synthetic hydrophilic zeolite into powder.

工程7では、温度は75~130°Cの間であるのが好ましく、100°Cにて3~4時間が好ましい。混合物Dから水分を完全に蒸発させることが目標である。工程8では、混合物Dは、温度を工程7よりも低いが室温より高い値へ下げることによって冷却されるのが好ましい。この冷却は、形成される固体Eの結晶が、混合物Dが最初に入っていた容器の底にくっつくのを回避させることができる。工程8の1つの特定の実施形態では、室温が20~25°Cの間であることを考慮して温度は30°Cへ下げられ、その結果、固体Eを底へくっつかせることなく取り出すことが容易になる。 In step 7, the temperature is preferably between 75 and 130°C, preferably 3 to 4 hours at 100°C. The goal is to completely evaporate water from mixture D. In step 8, mixture D is preferably cooled by lowering the temperature to a value lower than in step 7 but above room temperature. This cooling can prevent the crystals of solid E that form from sticking to the bottom of the container in which mixture D was initially placed. In one particular embodiment of step 8, the temperature is reduced to 30° C., taking into account that the room temperature is between 20 and 25° C., so that the solid E can be removed without sticking to the bottom. becomes easier.

通常の方式では、工程9でのすすぎ水のpH値は、pHメータか又はpH値の決定を可能にする当業者に公知の任意の他の測定デバイスを用いて測定される。間接的にすすぎ水のpH値を測定することによって、A型の合成親水性ゼオライトを形成することになる固体Eの表面pH値が測定される。 In a normal manner, the pH value of the rinse water in step 9 is measured using a pH meter or any other measuring device known to the person skilled in the art that allows the determination of pH values. By indirectly measuring the pH value of the rinse water, the surface pH value of the solid E, which is to form a synthetic hydrophilic zeolite of type A, is determined.

ゼオライトの表面はややアルカリ性であるのが好適であり、というのも二酸化チタン及び一酸化マンガンはやや酸性の表面を有しているのでそれらとのファン・デル・ワールス力の形成がこれにより強化されるからである。これは、均質な触媒組成物を生成するのをやり易くする。 It is preferred that the surface of the zeolite is slightly alkaline, since titanium dioxide and manganese monoxide have slightly acidic surfaces and the formation of van der Waals forces with them is thereby enhanced. This is because that. This facilitates producing a homogeneous catalyst composition.

工程10では、固体Eの乾燥持続時間及び温度が、ゼオライトの表面上の水分子の穏やかな除去を可能にする。水分除去が急速すぎると、ゼオライトの表面に亀裂が形成されるリスクを招いてしまう。この亀裂は重要な3D構造を弱体化させてしまう。こういうわけで、ゼオライトの構造を弱体化させるリスクを冒すことなく水分子を漸進的に除去するのに8~15時間の間の乾燥時間と100~120°Cの温度が選定されている。 In step 10, the drying duration and temperature of solid E allows a gentle removal of water molecules on the surface of the zeolite. If water is removed too quickly, there is a risk of cracks forming on the zeolite surface. This crack weakens critical 3D structures. This is why a drying time of between 8 and 15 hours and a temperature of 100 to 120° C. have been chosen to progressively remove water molecules without running the risk of weakening the zeolite structure.

工程11では、A型の合成親水性ゼオライトは、任意の粉砕デバイスを使用して粉砕されてよい。 In step 11, the synthetic hydrophilic zeolite of type A may be ground using any grinding device.

或る特定の実施形態では、吸着剤、特にゼオライトは、0.5~2.5μmの間の粒子サイズを実現するように粉砕される。この粒子サイズは、特定の微生物に対する親和力を高める。 In certain embodiments, the adsorbent, particularly the zeolite, is ground to achieve a particle size between 0.5 and 2.5 μm. This particle size increases the affinity for specific microorganisms.

第1触媒と第2触媒と吸着剤を混和するための或る好適な方法は、第1触媒、第2触媒、及び吸着剤を、それぞれ粉末状態で且つ前もって予混和させて又は別々に液体の中へ導入して、スラリを形成させることである。次いで、このスラリを、好ましくは積極的に混合し、液体を蒸発させて、第1触媒と第2触媒と吸着剤の乾燥粉末混合物を形成させる。次いで、この混合物は、そのまま使用されてもよいし、又は担持体上へコーティングされるスラリを形成するために使用されてもよい。 One preferred method for combining the first catalyst, second catalyst, and adsorbent is to premix the first catalyst, second catalyst, and adsorbent, respectively, in powder form and beforehand or separately in a liquid form. to form a slurry. The slurry is then preferably aggressively mixed and the liquid evaporated to form a dry powder mixture of the first catalyst, second catalyst, and adsorbent. This mixture can then be used as is or used to form a slurry that is coated onto a support.

或る詳細で好適な実施形態では、好ましくは20%のアルコール及び80%の脱イオン水からなる液体中に、液体の全質量に対して5~10%の間の二酸化チタンと、2~6%の間の一酸化マンガンと、10~20%の間のゼオライトが混合される。続いて、混合物は、その後使用されることになる粉末触媒組成物を得るために液体を蒸発させるべく加熱される。混合物は、24~120時間の間の期間、好ましくは72時間の期間に亘って、75~130°Cの温度へ加熱されるのが好ましい。 In certain particularly preferred embodiments, between 5 and 10% titanium dioxide, based on the total weight of the liquid, and between 2 and 6 % manganese monoxide and between 10-20% zeolite are mixed. Subsequently, the mixture is heated to evaporate the liquid to obtain a powdered catalyst composition that will be used subsequently. Preferably, the mixture is heated to a temperature of 75 to 130° C. over a period of between 24 and 120 hours, preferably 72 hours.

本発明は、更に、具体的には、第1触媒と第2触媒と吸着剤と脱イオン水とから形成されるスラリに関する。 The present invention further specifically relates to a slurry formed from a first catalyst, a second catalyst, an adsorbent, and deionized water.

別の態様によれば、本発明は、本明細書に記載の製造方法を介して得ることのできる触媒デバイスに関する。 According to another aspect, the invention relates to a catalytic device obtainable via the manufacturing method described herein.

別の態様によれば、本発明は触媒組成物であって、その全質量に対する重量パーセントにして且つそれぞれが粉末状態で、光触媒活性を有する第1触媒を27~30%の間、第2触媒を11~17%の間、及び吸着剤を55~59%の間で含有する触媒組成物に関する。 According to another aspect, the present invention provides a catalyst composition comprising between 27 and 30% of a first catalyst having photocatalytic activity and a second catalyst having a photocatalytic activity, in weight percent relative to the total mass thereof and each in powder form. and between 11 and 17% of adsorbent and between 55 and 59% of adsorbent.

触媒デバイスに関して本明細書に記載されている全ての実施形態及び構成は、触媒組成物の好適な構成及び実施形態でもある。 All embodiments and configurations described herein with respect to catalyst devices are also preferred configurations and embodiments of catalyst compositions.

第2触媒が好適にも低温触媒である場合、触媒組成物は、触媒を活性化するのに高加熱が必要でないことから非熱触媒又は熱触媒と呼ばれることもある。第1触媒、第2触媒、及び吸着剤はそれぞれ粉末状態で提供されているので、触媒組成物は粉末状非熱触媒又は粉末状熱触媒と呼ばれることもある。1つの実施形態では、光触媒活性を有する第1触媒は、なおも光活性化される。 When the second catalyst is suitably a low temperature catalyst, the catalyst composition is sometimes referred to as a non-thermal catalyst or a thermal catalyst since high heating is not required to activate the catalyst. Since the first catalyst, second catalyst, and adsorbent are each provided in a powdered state, the catalyst composition is sometimes referred to as a powdered nonthermal catalyst or a powdered thermal catalyst. In one embodiment, the first catalyst with photocatalytic activity is still photoactivated.

触媒組成物の或る特定の好適な実施形態によれば、第1触媒は二酸化チタンTiO2であり、第2触媒は一酸化マンガンMnOであり、吸着剤はゼオライトである。ゼオライトは、A型の合成親水性ゼオライトであるのが好ましい。 According to certain preferred embodiments of the catalyst composition, the first catalyst is titanium dioxide TiO2 , the second catalyst is manganese monoxide MnO, and the adsorbent is zeolite. Preferably, the zeolite is a type A synthetic hydrophilic zeolite.

加えて、本発明は、触媒組成物の或る実施形態であって、第1触媒の量が27%より低い及び30%より高い、第2触媒の量が11%より低い及び17%より高い、及び、吸着剤の量が55%より低い及び59%より高い実施形態に関しており、各量は、重量パーセントであり、それらの全質量に対してである。本明細書に記載の全ての更なる好適な構成及び実施形態は、この特定の実施形態に適用される。 In addition, the present invention provides certain embodiments of catalyst compositions in which the amount of the first catalyst is less than 27% and more than 30%, the amount of the second catalyst is less than 11% and more than 17%. , and embodiments in which the amount of adsorbent is lower than 55% and higher than 59%, each amount being a weight percent, relative to their total mass. All further preferred configurations and embodiments described herein apply to this particular embodiment.

実験プロトコル及び実験結果
本出願人は、異なる触媒組成物を複数の有機化合物に対して使用した。次の表は、異なる触媒組成物を使用しての、異なる化合物の消去率を1時間当たりの各化合物の炭素当量mg(mgC/h)で示している。炭素当量の使用は、数の比較可能性を改善するのに役立ち、異なる化合物は異なる数の炭素原子を有するという事実、つまりそれに依存して分解反応の異なる量が導かれるという事実を補償するものである。イソプロピルアルコールはIPAと略され、ブタノンはMEKと略されている。諸成分の相対量は、組成物の全質量に対する重量パーセントで表示されている。二酸化チタンはT、一酸化マンガンはM、A型の親水性合成ゼオライトはZAと略されている。
Experimental Protocol and Results Applicants have used different catalyst compositions for several organic compounds. The following table shows the scavenging rates of different compounds in mg of carbon equivalent per hour (mgC/h) for different compounds using different catalyst compositions. The use of carbon equivalents helps to improve the comparability of numbers and compensates for the fact that different compounds have different numbers of carbon atoms, and thus, depending on that, different amounts of decomposition reactions are led. It is. Isopropyl alcohol is abbreviated as IPA, and butanone is abbreviated as MEK. Relative amounts of ingredients are expressed as weight percent relative to the total weight of the composition. Titanium dioxide is abbreviated as T, manganese monoxide as M, and A-type hydrophilic synthetic zeolite as ZA.

Figure 2023548873000002
Figure 2023548873000002

上記の表から考察される様に、異なる組成物は、異なる化合物に関して異なる消去率を示した。見て分かる様に、二酸化チタン単独(組成物F)及び一酸化マンガン単独(組成物E)それぞれは、概して、2つの触媒と吸着剤との組合せよりも効果が低かった。同じく見て分かる様に、組成物H、B、及びCは、組成物F及びEならびに一酸化マンガンとゼオライトの組合せ(組成物D)に比較して、より高いか又は同等の効率を示した。これはエタノールを除いて真であり、エタノールは組成物Dではより高い効率で消去された。 As can be seen from the table above, different compositions showed different erasure rates for different compounds. As can be seen, titanium dioxide alone (Composition F) and manganese monoxide alone (Composition E) each were generally less effective than the combination of the two catalysts and adsorbents. As can also be seen, compositions H, B, and C exhibited higher or similar efficiencies compared to compositions F and E and the combination of manganese monoxide and zeolite (composition D). . This was true except for ethanol, which was scavenged with higher efficiency in composition D.

したがって、2つの異なる触媒と吸着剤との組合せは、単独触媒又は一酸化マンガンとゼオライトとの組合せに勝る相乗効果を示す。 Therefore, the combination of two different catalysts and adsorbents exhibits a synergistic effect over either the catalyst alone or the combination of manganese monoxide and zeolite.

以下の検証には組成物Cが使用されたが、それは組成物Cが全体的に良好な消去プロファイルではあるが特に親水性化合物IPA、エタノール、及びMEKに対して良好な消去プロファイルを示したからである。これらの親水性化合物の効率的消去は、ほとんどの微生物学的汚染物質の細胞壁は親水性であるのでその様な組成物は微生物学的汚染物質に対しても効率的であるとの仮定に根拠を与える。 Composition C was used for the following validation because it showed a good overall elimination profile, but especially for the hydrophilic compounds IPA, ethanol, and MEK. be. Efficient scavenging of these hydrophilic compounds is based on the assumption that such compositions will also be efficient against microbiological contaminants since the cell walls of most microbiological contaminants are hydrophilic. give.

効率を実証するために、以下の実験が生物学的汚染物質で遂行され、即ち、
- 104~106コロニー形成単位(CFU)/m3空気の間の濃度の枯草菌の細菌胞子、
- 104~106CFU/m3の間の濃度のレジオネラニューモフィラ、
- 103~104プラーク形成単位(PFU)/m3の間の濃度のT2バクテリオファージ、を使用して遂行された。
To demonstrate efficiency, the following experiments were performed with biological contaminants, namely:
- bacterial spores of Bacillus subtilis at a concentration between 10 4 and 10 6 colony forming units (CFU)/m 3 air;
- Legionella pneumophila at a concentration between 10 4 and 10 6 CFU/m 3 ,
- T2 bacteriophage at a concentration between 10 3 and 10 4 plaque forming units (PFU)/m 3 was used.

実験は、0.8m3のクラスAのアイソレータ中に上述のサンドイッチ設計を有する装置を配設して遂行された。担持体はハニカム形状のアルミニウム製であった。UV放射源は、UV-Cを発する18Wのランプであった。 Experiments were carried out with the device having the sandwich design described above placed in a 0.8 m 3 class A isolator. The carrier was made of honeycomb-shaped aluminum. The UV radiation source was an 18W lamp emitting UV-C.

アイソレータ内に空気流れを提供するのにエアロゾル発生器が使用される。毎回、空気は言及された汚染物質のうちの1つだけを備える。次いで、汚染された空気は装置を用いて処理される。 An aerosol generator is used to provide airflow within the isolator. Each time the air comprises only one of the mentioned pollutants. The contaminated air is then treated using the device.

処理の効率を実証するために、バイオコレクターを使用して、処理の前と後の空気からサンプルが収集され、比較が提供される。サンプルは、使用された汚染物質に対応した培地中に培養物を調製するために使用される。 To demonstrate the efficiency of the treatment, samples are collected from the air before and after treatment using a biocollector and a comparison is provided. The sample is used to prepare cultures in a medium corresponding to the contaminant used.

レジオネラニューモフィラには、ビオメリュー(Biomerieux)社から得られる寒天とL-システインを含有したBYCE培地が使用される。 For Legionella pneumophila, BYCE medium containing agar and L-cysteine obtained from Biomerieux is used.

枯草菌には、LBルリアベルターニ培地が使用される。 For Bacillus subtilis, LB Luria-Bertani medium is used.

T2バクテリオファージには、E.Coli BAMを備えた培地が使用され、活性ウイルスに由来する溶解ペスト(lysis plagues)の数が調べられた。 T2 bacteriophages include E. Media with E. coli BAM were used to determine the number of lysis plagues derived from active virus.

結果は、処理後では、処理前の空気に比較してレジオネラニューモフィラについては2log(99.45%)の減少、枯草菌の胞子については1log(96.67%)の減少、バクテリオファージT2については3log(99.98%)の減少を示している。 The results showed that after treatment, there was a 2 log (99.45%) decrease in Legionella pneumophila, a 1 log (96.67%) decrease in Bacillus subtilis spores, and a decrease in bacteriophage T2 compared to pre-treatment air. shows a 3 log (99.98%) reduction.

更に、異なる生物学的汚染物質及び化学的汚染物質を用いて、追加の同様の実験が遂行された。これらは、0.537m3の体積を有する微生物学的安全キャビネット内で遂行された。装置は10分間稼働していた。事後及び事前に、サンプルが比較のために収集された。出口フィルタは使用されなかった。 Additionally, additional similar experiments were performed using different biological and chemical contaminants. These were carried out in a microbiological safety cabinet with a volume of 0.537 m 3 . The device was running for 10 minutes. Post- and pre-samples were collected for comparison. No outlet filter was used.

ヒトコロナウイルス株229E(H-CoV-229E)の削減は、>log2.2(>99.4%)であった。 The reduction of human coronavirus strain 229E (H-CoV-229E) was >log2.2 (>99.4%).

黄色ブドウ球菌CIP4.83の、稼働時間15分後の削減は、log1.3(94.9%)であった。 The reduction in Staphylococcus aureus CIP 4.83 after 15 minutes of run time was log 1.3 (94.9%).

別の同様の一連の試験が、異なる生物学的汚染物質を使用して遂行された。これらは、サンドイッチ設計とHEPA出口フィルタを有する装置を用いて遂行された。流量は1000又は1400m3/h、持続時間は6分であった。 Another similar series of tests was performed using different biological contaminants. These were accomplished using a device with a sandwich design and a HEPA outlet filter. The flow rate was 1000 or 1400 m 3 /h and the duration was 6 minutes.

1400m3/hでは、表皮ブドウ球菌(ATCC 14 990)の除去についての効率は>99.88%であり、アスペルギルス・ブラジリエンシス(1aspergillus brasiliensis)(ATCC 16 404)の除去についての効率は>99.75%であった。1000m3/hでは、表皮ブドウ球菌(ATCC 14 990)の除去についての効率は>99.91%であり、アスペルギルス・ブラジリエンシス(ATCC 16 404)の除去についての効率は>99.82%であった。 At 1400 m 3 /h, the efficiency for the removal of Staphylococcus epidermidis (ATCC 14 990) is >99.88% and the efficiency for the removal of Aspergillus brasiliensis (ATCC 16 404) is >99%. It was .75%. At 1000 m 3 /h, the efficiency for the removal of Staphylococcus epidermidis (ATCC 14 990) is >99.91% and the efficiency for the removal of Aspergillus brasiliensis (ATCC 16 404) is >99.82%. there were.

同じ試験がHEPAフィルタの使用なしに遂行された。 The same test was performed without the use of a HEPA filter.

1400m3/hでは、表皮ブドウ球菌(ATCC 14 990)の除去についての効率は92.94%であり、アスペルギルス・ブラジリエンシス(ATCC 16 404)の除去についての効率は93.59%であった。1000m3/hでは、表皮ブドウ球菌(ATCC 14 990)の除去についての効率は96.32%であり、アスペルギルス・ブラジリエンシス(ATCC 16 404)の除去についての効率は大凡90.00%であった。 At 1400 m 3 /h, the efficiency for the removal of Staphylococcus epidermidis (ATCC 14 990) was 92.94% and the efficiency for the removal of Aspergillus brasiliensis (ATCC 16 404) was 93.59%. . At 1000 m 3 /h, the efficiency for the removal of Staphylococcus epidermidis (ATCC 14 990) was 96.32% and the efficiency for the removal of Aspergillus brasiliensis (ATCC 16 404) was approximately 90.00%. Ta.

追加的に、空中浮遊猫アレルゲン(Fel d1)の除去が、HEPAフィルタと流量1400m3/hとを用いて調べられた。効率は、>99.80%~>99.86%の間であった。 Additionally, the removal of airborne cat allergen (Fel d1) was investigated using a HEPA filter and a flow rate of 1400 m 3 /h. Efficiency was between >99.80% and >99.86%.

同様に、1000m3/hの空気流れでのフィルタ使用あり(A)とフィルタ使用なし(B)、1400m3/hの空気流れでのフィルタ使用あり(C)とフィルタ使用なし(D)を適用して、VOCの削減が調べられた。 Similarly, with an air flow of 1000 m 3 /h with a filter (A) and without a filter (B), and with an air flow of 1400 m 3 /h with a filter (C) and without a filter (D). The reduction of VOCs was investigated.

アセトアルデヒドの除去についての効率は、31.5%±20%(A)、39.4%±11.1%(B)、45.5%±11.0%(C)、及び56.2%±8.2%(D)であった。 Efficiency for acetaldehyde removal is 31.5% ± 20% (A), 39.4% ± 11.1% (B), 45.5% ± 11.0% (C), and 56.2%. It was ±8.2% (D).

アセトンの除去についての効率は、98.1%±1.7%(A)、94.5%±0.5%(B)、90.5%±1.3%(C)、及び100%±2.3%(D)であった。 Efficiency for acetone removal is 98.1% ± 1.7% (A), 94.5% ± 0.5% (B), 90.5% ± 1.3% (C), and 100%. It was ±2.3% (D).

酸性の酸の除去についての効率は、99.7%±0.1%(A)、99.3%±0.2%(B)、99.5%±0.10%(C)、及び99.4%±0.1%(D)であった。 Efficiency for acidic acid removal is 99.7% ± 0.1% (A), 99.3% ± 0.2% (B), 99.5% ± 0.10% (C), and It was 99.4%±0.1% (D).

ヘプタンの除去についての効率は、98.0%±0.2(A)、及びトルエンの除去についての効率は、98.4%±0.1%(A)であった。 The efficiency for heptane removal was 98.0%±0.2 (A) and the efficiency for toluene removal was 98.4%±0.1% (A).

1 エアハンドリングユニット
2 空気案内管材
3 ファン
4 流れ方向
5 プレフィルタ
6 インサートデバイス
7 フィルタユニット
8 フレームケーシング
9 開放された端面
10 UVランプ
11 座
12 (触媒)グリッド構造
13 ブラケット
14 ねじ
15 (標準的な)支持体フレーム
16 ブラケット
17 担持体グリッド
18 更なる層
19 ワイヤグリッド
20 保持フレーム
1 Air handling unit 2 Air guiding tube 3 Fan 4 Flow direction 5 Pre-filter 6 Insert device 7 Filter unit 8 Frame casing 9 Open end face 10 UV lamp 11 Seat 12 (catalyst) grid structure 13 Bracket 14 Screw 15 (standard ) Support frame 16 Bracket 17 Carrier grid 18 Further layer 19 Wire grid 20 Holding frame

Claims (16)

空気調和設備のためのインサートデバイスであって、前記空気調和設備は所与の流れ方向に流れる空気を案内するエアハンドリングユニット(1)を備え、前記空気ハンドリングユニット(1)は少なくともフィルタ(5、7)が収納される既定断面のケーシングを有する、インサートデバイスにおいて、
前記インサートデバイスが外側の閉鎖された周囲を有するフレームケーシング(8)を備え、前記インサートデバイスは、前記エアハンドリングユニット(1)の前記ケーシングの既定断面内に取り付けられるように適合され且つ前記空気流れのために開放されている端面(9)を有し、前記端面(9)のそれぞれには、担持体グリッド(17)と触媒材料のコーティングとを備えた空気透過性触媒グリッド構造(12)が保持されていること、
前記触媒材料が、吸着剤と、電磁放射によって活性化可能な第1触媒と、低温にて活性化される第2触媒と、を備える混合物であること、及び、
前記フレームケーシング(8)が、追加的に、その端面(9)の前記触媒グリッド構造(12)間に電磁放射源を保持していること、
を特徴とするインサートデバイス
An insert device for an air conditioning installation, said air conditioning installation comprising an air handling unit (1) for guiding air flowing in a given flow direction, said air handling unit (1) comprising at least a filter (5, 7) In an insert device having a casing of a predetermined cross section in which is housed,
The insert device comprises a frame casing (8) with an outer closed periphery, the insert device being adapted to be installed within a predetermined cross-section of the casing of the air handling unit (1) and controlling the air flow. and having end faces (9) open for the purpose of transport, each of said end faces (9) having an air-permeable catalyst grid structure (12) comprising a support grid (17) and a coating of catalyst material. that it is retained;
the catalytic material is a mixture comprising an adsorbent, a first catalyst activatable by electromagnetic radiation, and a second catalyst activated at low temperatures; and
said frame casing (8) additionally retains a source of electromagnetic radiation between said catalyst grid structure (12) on its end face (9);
Insert device featuring
請求項1に記載のインサートデバイスにおいて、
前記第1触媒がUV放射によって活性化可能であること、及び前記電磁放射源がUV放射を発すること、を特徴とするインサートデバイス。
The insert device according to claim 1,
Insert device, characterized in that the first catalyst is activatable by UV radiation and that the electromagnetic radiation source emits UV radiation.
請求項2に記載のインサートデバイスにおいて、
少なくとも1つのUVランプ(10)が前記触媒グリッド構造(12)間に前記電磁放射源デバイスとして配設されていること、を特徴とするインサートデバイス。
The insert device according to claim 2,
Insert device, characterized in that at least one UV lamp (10) is arranged between the catalyst grid structure (12) as the electromagnetic radiation source device.
請求項2に記載のインサートデバイスにおいて、
プラズマの他にUV放射を生成するプラズマ生成器が前記電磁放射源デバイスの役目を果たしていること、を特徴とするインサートデバイス。
The insert device according to claim 2,
Insert device, characterized in that a plasma generator, which generates UV radiation in addition to plasma, serves as the electromagnetic radiation source device.
請求項1乃至4の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
両触媒ならびに前記吸着剤がそれぞれコーティング工程の前に粉末の状態で混合されていること、を特徴とするインサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 4,
An insert device characterized in that both catalysts and the adsorbent are mixed in powder form before the coating step.
請求項1乃至5の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
前記インサートデバイスが空気フィルタ材料を備えていること、を特徴とするインサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 5,
An insert device characterized in that the insert device comprises an air filter material.
請求項1乃至6の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
前記インサートデバイスがUV遮断層を備えていること、を特徴とするインサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 6,
An insert device characterized in that the insert device is provided with a UV blocking layer.
請求項1乃至6の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
前記担持体グリッドがアルミニウム又はアルミニウム合金であること、を特徴とするインサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 6,
An insert device characterized in that the carrier grid is aluminum or an aluminum alloy.
請求項1乃至8の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
前記担持体グリッドがハニカム構造を有している、インサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 8,
Insert device, wherein the carrier grid has a honeycomb structure.
請求項1乃至9の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
前記触媒材料が結合剤不含である、インサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 9,
An insert device, wherein the catalytic material is binder-free.
請求項1乃至10の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
前記第1触媒が二酸化チタンTiO2であり、前記第2触媒が一酸化マンガンMnOであり、且つ、吸着剤がゼオライト、特にA型のゼオライトである、インサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 10,
Insert device, wherein the first catalyst is titanium dioxide TiO2 , the second catalyst is manganese monoxide MnO, and the adsorbent is a zeolite, in particular a type A zeolite.
請求項1乃至11の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
前記触媒材料の前記諸成分が、それらの全質量に対する重量パーセントにして以下の範囲、即ち、
前記第1触媒が27~30%の間の範囲、前記第2触媒が11~17%の間の範囲、及び前記吸着剤が55~59%の間の範囲で提供されている、インサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 11,
The components of the catalytic material may be present in weight percent relative to their total mass in the following ranges:
An insert device, wherein the first catalyst is provided in a range between 27 and 30%, the second catalyst is provided in a range between 11 and 17%, and the adsorbent is provided in a range between 55 and 59%.
請求項1乃至12の何れか一項に記載のインサートデバイスにおいて、
前記触媒材料が、粉末非熱触媒であって、その全質量に対する重量パーセントにして、
27~30%の間の光活性化二酸化チタンTiO2
11~17%の間の一酸化マンガンMnO、
55~59%の間のA型の合成親水性ゼオライト、
を備える粉末非熱触媒である、インサートデバイス。
The insert device according to any one of claims 1 to 12,
the catalytic material is a powdered non-thermal catalyst, expressed as a weight percent relative to its total mass;
between 27 and 30% photoactivated titanium dioxide TiO 2 ,
between 11 and 17% manganese monoxide MnO,
synthetic hydrophilic zeolite of type A between 55 and 59%;
An insert device which is a powder non-thermal catalyst comprising:
所与の流れ方向に流れる空気を案内するエアハンドリングユニット(1)を備える空気調和設備であって、前記エアハンドリングユニット(1)は少なくともフィルタ(5、7)が収納される既定断面のケーシングを有し、前記フィルタ(5、7)は前記エアハンドリングユニット(1)の前記ケーシングの前記自由断面に適合された周囲形状を有する支持体フレーム(15)によって保持される、空気調和設備において、
前記インサートデバイス(6,6’)が前記支持体フレーム(15)の中へ挿入されること、を特徴とする空気調和設備。
An air conditioning equipment comprising an air handling unit (1) that guides air flowing in a given flow direction, the air handling unit (1) having a casing of a predetermined cross section in which at least filters (5, 7) are housed. in an air conditioning installation, wherein the filter (5, 7) is held by a support frame (15) having a circumferential shape adapted to the free cross section of the casing of the air handling unit (1),
Air conditioning installation, characterized in that said insert device (6, 6') is inserted into said support frame (15).
請求項14に記載の空気調和設備において、
前記インサートデバイス(6、6’)が請求項1乃至13の何れか一項に記載のインサートデバイスである、空気調和設備。
The air conditioning equipment according to claim 14,
Air conditioning equipment, wherein the insert device (6, 6') is an insert device according to any one of claims 1 to 13.
請求項14又は15に記載の空気調和設備において、
前記インサートデバイス(6、6’)が前記エアハンドリングユニット(1)の中へフィルタユニット(7)に追加して挿入されること、を特徴とする空気調和設備。
The air conditioning equipment according to claim 14 or 15,
Air conditioning installation, characterized in that the insert device (6, 6') is inserted into the air handling unit (1) in addition to the filter unit (7).
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EP2223704A1 (en) * 2009-02-17 2010-09-01 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Treating device for treating a body part of a patient with a non-thermal plasma
WO2012117547A1 (en) * 2011-03-03 2012-09-07 株式会社オー・ティー・エー Air cleaning apparatus
KR20120131708A (en) * 2011-05-26 2012-12-05 주식회사 스마텍 Photo-catalytic unit
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